Aportaciones al desarrollo de una ingeniería de contenidos docentes
Abstract
Programa de doctorado: Sistemas inteligentes y aplicaciones numéricas en ingeniería
Full text
Programa de doctorado Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería Órgano responsable del programa de doctorado Instituto Universitario de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería Aportaciones al desarrollo de una ingeniería de contenidos docentes Autora: María Dolores Afonso Suárez Director: Co-director: Cayetano Guerra Artal Francisco Mario Hernández Tejera Las Palmas de Gran Canaria, enero 2013
A mis tres amores A mi familia
Agradecimientos Quiero dar las gracias a todos los que me han apoyado. A los que me han dado ánimos porque todas esas atenciones han sido para mí muy valiosas. En primer lugar a mi querido director de tesis, Cayetano Guerra Artal, por su empuje y a mi querido codirector Francisco Mario Hernández Tejera por su paciencia. A Jesús García por estar ahí. Y a José Antonio Medina y Gordon Sutcliffe por sus inestimables aportaciones de último momento. A los profesores de la Universidad de Vilnius que en todo momento me han mostrado su interés por el trabajo realizado. Finalmente y de forma muy especial, a todos los profesionales que han participado en los proyectos PROMETEO e IESCampus. A todos, gracias.
vii Índice general Resumen ............................................................................................................................................... xix 1. Introducción ........................................................................................................................................ 1 La ingeniería ........................................................................................................................................ 1 Material docente. La importancia de los contenidos ........................................................................... 2 Propuesta metodológica ...................................................................................................................... 3 Objetivos ............................................................................................................................................. 3 Análisis previo .................................................................................................................................... 5 Estructura del documento .................................................................................................................... 5 2. Marco teórico ...................................................................................................................................... 7 2.1 Antecedentes ................................................................................................................................. 7 2.2 La enseñanza universitaria ............................................................................................................ 8 2.3 Espacio europeo de educación superior ...................................................................................... 11 2.4 Metodologías de ingeniería del software..................................................................................... 13 2.5 Metodologías orientadas a agentes .............................................................................................. 20 2.6 Metodologías ágiles..................................................................................................................... 21 2.7 Estándares de calidad .................................................................................................................. 24 2.8 Metodologías de producción e-learning ...................................................................................... 26 2.9 Metodologías de producción multimedia .................................................................................... 27 2.10 World Wide Web ...................................................................................................................... 29 2.11 Tecnologías e-Learning ............................................................................................................. 32 2.12 Herramientas web ...................................................................................................................... 36 3. Ingeniería de contenidos docentes ..................................................................................................... 43 3.1 Ingeniería ..................................................................................................................................... 43 3.2 Ingeniería de contenidos docentes ............................................................................................... 44 3.3 Organización del sistema ............................................................................................................ 44 3.4 Equipo de desarrollo.................................................................................................................... 46 3.5 Propuesta ..................................................................................................................................... 51
viii 3.5.1 Definición del proyecto ........................................................................................................................ 53 3.5.2 Planificación del proyecto ................................................................................................................... 55 3.5.3 Creación de material ........................................................................................................................... 56 3.5.4 Distribución ......................................................................................................................................... 59 4. Objetos de aprendizaje ...................................................................................................................... 63 4.1 Un poco de historia ..................................................................................................................... 63 4.2 Objetos de aprendizaje ................................................................................................................ 66 4.3 Metadatos .................................................................................................................................... 67 4.3.1 Metadatos para objetos de aprendizaje. LOM (Learning Object Metadata) ....................................... 68 4.4 Características de los objetos de aprendizaje .............................................................................. 71 4.4.1 Propuestas de diversos autores ........................................................................................................... 71 4.4.2 Accesibilidad y usabilidad ................................................................................................................... 73 4.5 Taxonomías ................................................................................................................................. 75 4.5.1 Taxonomía de Wiley ............................................................................................................................ 75 4.5.2 Taxonomía propuesta por ASTD ......................................................................................................... 76 4.5.3 Otras taxonomías ................................................................................................................................. 78 4.6 Competencias .............................................................................................................................. 83 4.6.1 Clasificación propuesta por Echevarría .............................................................................................. 84 4.6.2 Clasificación basada en la propuesta del EEES .................................................................................. 85 4.6.3 Competencias propuestas por U3ESCO ............................................................................................. 87 4.6.4 Incluyendo las competencias en LOM ................................................................................................. 87 4.7 Personalización de los procesos de aprendizaje .......................................................................... 89 4.7.1 Uso de técnicas de minería de datos.................................................................................................... 89 4.7.2 Privacidad de los datos ....................................................................................................................... 91 4.7.3 Sistemas expertos ................................................................................................................................. 92 4.7.4 Lógica difusa ....................................................................................................................................... 93 4.7.5 Constructor de rutas de aprendizaje.................................................................................................... 94 5. Proyectos ........................................................................................................................................... 99 5.1 Investigación ............................................................................................................................... 99 5.2 Proyecto PROMETEO .............................................................................................................. 100 5.2.1 Objetivos ............................................................................................................................................ 101 5.2.2 Fases y convocatorias ........................................................................................................................ 102 5.2.3 Metodología de producción PROMETEO ......................................................................................... 104 5.2.4 Características ................................................................................................................................... 111 5.3 Proyecto IESCampus................................................................................................................. 115
ix 5.3.1 Objetivos ............................................................................................................................................ 117 5.3.2 Fases y planificación ......................................................................................................................... 118 5.3.3 Metodología de producción IESCampus ........................................................................................... 120 5.3.4 Características ................................................................................................................................... 122 5.4 Objetos de aprendizaje desarrollados ........................................................................................ 125 5.4.1 Aplicaciones interactivas ................................................................................................................... 125 5.4.2 Vídeos ................................................................................................................................................ 127 5.5 Experiencia ................................................................................................................................ 132 6. Evaluación ....................................................................................................................................... 135 6.1 Evaluación experimental ........................................................................................................... 135 6.1.1 Tipos .................................................................................................................................................. 135 6.1.2 Diseño de la evaluación ..................................................................................................................... 137 6.1.3 Fases .................................................................................................................................................. 138 6.2 Medidas ..................................................................................................................................... 139 6.2.1 Medidas del ámbito............................................................................................................................ 139 6.2.2 Análisis del ámbito ............................................................................................................................ 141 6.2.3 Medidas de satisfacción ..................................................................................................................... 142 6.2.4 Análisis de satisfacción ...................................................................................................................... 143 6.3 Perspectivas ............................................................................................................................... 145 7. Conclusiones, contribuciones y trabajo futuro ................................................................................ 149 7.1 Conclusiones ............................................................................................................................. 149 7.2 Contribuciones .......................................................................................................................... 151 7.3 Trabajo futuro ............................................................................................................................ 153 Anexo I ................................................................................................................................................ 157 Tecnologías web .............................................................................................................................. 157 Anexo II .............................................................................................................................................. 165 PROMETEO. Convocatoria 2012 ................................................................................................... 165 Anexo III ............................................................................................................................................. 177 Guía de edición ............................................................................................................................... 177 Anexo IV ............................................................................................................................................. 207 IESCampus. Planificación 2011 ...................................................................................................... 207 Anexo V .............................................................................................................................................. 217 PROMETEO. Tabla de estimación inicial ...................................................................................... 217
xvi Figure 3.2 Relationships. ..................................................................................................................... 254 Figure 3.3 Professional arranged according to tasks ........................................................................... 258 Figure 3.4 Direction model. ................................................................................................................ 258 Figure 3.5 General model Phases. ....................................................................................................... 260 Figure 3.6 Project’s definition. ............................................................................................................ 260 Figure 3.7 Projects planning................................................................................................................ 262 Figure 3.8 Creation of the material. .................................................................................................... 264 Figure 3.9 Delivery. ............................................................................................................................ 267 Figure 4.1 Learning Object Metadata. (Original version). .................................................................. 271 Figure 4.2 Schematic representation of competencies category to LOM. .......................................... 273 Figure 4.3 LOM with competencies category. .................................................................................... 273 Figure 4.1 Learning Object Metadata. (Original version). Zoom. ...................................................... 276 Figure 4.3 LOM with competencies category. Zoom. ......................................................................... 277 Figure 5.1 General model. PROMETEO Project. ............................................................................... 283 Figure 5.2 Methodology of audiovisual content creation. ................................................................... 285 Figure 5.3 Methodology for the development of interactive applications. ......................................... 287 Figure 5.4 General model. IESCampus project. .................................................................................. 295
xvii Índice de imágenes Imagen 5.1. Prometeo. Pantalla principal............................................................................................ 112 Imagen 5.2 Prometeo. Reproductor de vídeo. ..................................................................................... 113 Imagen 5.3 Prometeo. Vistas de usuarios............................................................................................ 115 Imagen 5.4 IESCampus. Pantalla principal. ........................................................................................ 123 Imagen 5.5 IESCampus. Reproductor de vídeo. ................................................................................. 124 Imagen 5.6 IESCampus. Aplicaciones interactivas. Presentación. ..................................................... 126 Imagen 5.7 IESCampus. Aplicaciones interactivas. Ejercicio activo estático. ................................... 126 Imagen 5.8 IESCampus. Aplicaciones interactivas. Ejercicio activo dinámico. ................................. 127 Imagen 5.9 Vídeos. Podcast. ............................................................................................................... 128 Imagen 5.10 Vídeos. Screencast. ........................................................................................................ 128 Imagen 5.11 Vídeos. Grabación en estudio con pizarra. ..................................................................... 129 Imagen 5.12 Vídeos. Grabación en estudio con fondo blanco. ........................................................... 129 Imagen 5.13 Vídeos. Grabación en estudio con croma. ...................................................................... 130 Imagen 5.14 Vídeos. Grabación en estudio. Diálogos. ....................................................................... 130 Imagen 5.15 Vídeos. Grabación en salón de actos. Charlas de expertos. ........................................... 131 Imagen 5.16 Vídeos. Grabación en laboratorio. .................................................................................. 131 Imagen 5.17 Vídeos. Grabación en localización exterior.................................................................... 132 Index of images Image 5.1 Prometeo. Main screen. ...................................................................................................... 288 Image 5.2 Prometeo. Video player. ..................................................................................................... 289 Image 5.3 Prometeo. User’s view. ...................................................................................................... 291 Image 5.4 IESCampus. Main screen. .................................................................................................. 296 Image 5.5 IESCampus. Video player. ................................................................................................. 296
xviii Image 5.6 IESCampus. Interactive applications. Presentations. ......................................................... 297 Image 5.7 IESCampus. Interactive applications. Statics. .................................................................... 298 Image 5.8 IESCampus. Interactive applications. Dynamics. .............................................................. 298 Image 5.9 Videos. Podcast. ................................................................................................................. 299 Image 5.10 Videos. Screencast. .......................................................................................................... 300 Image 5.11 Videos. Studio recording. Blackboard. ............................................................................ 300 Image 5.12 Videos. Studio recording. White background. ................................................................. 301 Image 5.13 Videos. Studio recording. Chroma key. ........................................................................... 301 Image 5.14 Videos. Studio recording. Dialogues. ............................................................................... 302 Image 5.15 Videos. Recording in an auditorium. Experts. ................................................................. 302 Image 5.16 Videos. Recording in labs. ............................................................................................... 303 Image 5.17 Videos. Recording in exterior locations. .......................................................................... 303
Resumen Las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) son una realidad que actúa en muchos aspectos de nuestra vida diaria. Las redes de ordenadores y tecnologías como la web o conexiones inalámbricas han cambiado de forma radical muchos aspectos de lo cotidiano, de nuestra cultura y de nuestra comunicación. De igual forma ocurre en la enseñanza. El incremento en el uso de nuevas tecnologías experimentado en la educación, se debe abordar organizando actividades tales como: establecer los criterios de elección de herramientas y metodologías; elegir el tipo de contenidos o planificar los plazos de implantación de los mismos, incluyendo fases de adaptación y estudios de los resultados. Si observamos el cambio que ha experimentado la sociedad en las últimas décadas, la introducción de las nuevas tecnologías ha tenido gran influencia en todas las estructuras. En la enseñanza los perfiles de docentes y alumnos también han experimentado estos cambios. Las nuevas generaciones están formadas por nativos digitales, personas que han nacido en un entorno digital. Este entorno les otorga unas características diferentes a las de generaciones anteriores, su forma de aprender, de asimilar conocimientos, y, por tanto, sus necesidades no son las mismas. Tienen altas capacidades para manejar cualquier herramienta digital, prácticamente de forma innata trabajan con ordenadores u otros dispositivos con teclado o pantallas táctiles y pueden prestar atención a varias fuentes de información a la vez. Esperan respuestas rápidas, están conectados siempre que pueden y también son capaces de generar sus propios contenidos. Sin embargo, su capacidad de concentración es baja y tienen una alta tendencia a cambiar de temática con frecuencia, esto implica, en algunos casos, pérdida de atención y de productividad. Es por esto que los contenidos docentes, su disposición y las metodologías de enseñanza se deben adaptar a las nuevas generaciones y su entorno. En este trabajo se propone una metodología de creación de contenidos docentes. Una ingeniería de contenidos docentes para la dirección y gestión de procesos eficientes que deriven en la creación de material educativo de alta calidad. La necesidad de creación de nuevo material docente, de nuevas formas de gestión y distribución de contenidos; la necesidad de procesos eficientes que deriven en productos reutilizables: modulares, escalables, extensibles y portables; la necesidad de integración de estas nuevas formas y materiales en los procesos de enseñanza-aprendizaje, han derivado en el planteamiento de esta propuesta, que estudia e integra procesos de ingeniería del software y metodologías de producción multimedia.
Capítulo 1 1. Introducción La ingeniería La ingeniería ha posibilitado conseguir innumerables avances en la ciencia. En las áreas más antiguas: medicina, biología, física, química; en las más novedosas: diseño de productos, nanoingeniería; o en las más actuales: política, innovación y diseño, o software. Los procesos de ingeniería han permitido, desde poner al hombre en el espacio hasta conectar a cualquier persona en cualquier parte del mundo a la mayor red de ordenadores: Internet. La Real Academia Española en su diccionario de la lengua, define la ingeniería como: El conjunto de conocimientos y técnicas que permiten aplicar el saber científico a la utilización de la materia y de las fuentes de energía. (Rae, 2009) Otras definiciones coinciden en la aplicación de conocimientos científicos a procesos. Arte de aplicar los conocimientos científicos a la invención, perfeccionamiento y utilización de la técnica industrial en todas sus dimensiones. (Larousse, 2000) Conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicadas, que se dedica a la resolución y optimización de los problemas que afectan directamente a la humanidad. (Rai, 2009) La ingeniería marca una diferencia significativa entre los procesos en los que se aplica y aquellos en los que no. Los ingenieros adoptan un enfoque sistemático y organizado. Diseñan y desarrollan soluciones tecnológicas para necesidades sociales, industriales o económicas, esta es la forma de ejecutar procesos efectivos y obtener productos de calidad. Los procesos
2 Introducción de ingeniería están presentes en la gestión ambiental, genética, bioquímica, transportes, fabricación de productos, y sistemas de comunicación, entre otros. El desarrollo tecnológico es otro de los factores que ha dado lugar a profundas transformaciones. Estas han propiciado la evolución de la Sociedad Industrial a la Sociedad de la Información y el Conocimiento. La importancia de la información unida al auge de las telecomunicaciones se ha convertido en el eje de cambios sociales, económicos y culturales. Las TIC han introducido nuevas formas de acceso a la información, a las relaciones, y nuevos escenarios al comunicar usuarios con independencia del tiempo y el lugar en el que se encuentren. Un ámbito importante del sistema social es el educativo, área que no puede permanecer invariable a las nuevas tecnologías (Brey, 2005). La sociedad de la información y las nuevas tecnologías, inciden de manera significativa en todos los niveles del mundo educativo. Integrar las nuevas tecnologías en los procesos de enseñanza-aprendizaje supone un reto que se debe plantear de forma reflexiva y controlada, sin dejar paso a la improvisación. Se hace necesario reestructurar los métodos de enseñanza para adaptarlos al nuevo contexto tecnológico. Este proceso debe ponerse en marcha a través de la investigación y el análisis de elementos que forman parte de la educación: perfil del docente, perfil del alumnado (Prensky, 2009), actualización y adaptación de las metodologías (Samaras et al., 2004), evaluación del aprendizaje (Álvarez, 2008), selección de los recursos tecnológicos adecuados, infraestructuras (Spurling, 2007), contenido de las asignaturas y material de apoyo. Material docente. La importancia de los contenidos En el ámbito de la enseñanza la elaboración de material docente es una de las labores más importantes. Crear contenidos para las diferentes materias implica no sólo considerar cómo realizarlos sino también los recursos con lo que se cuenta y planificar de qué forma introducirlos en el proceso productivo. En los últimos años tanto profesores como alumnos han visto cómo sus necesidades han ido cambiando, adaptándose a nuevas metodologías, contenidos o formas de distribuir y gestionar los mismos. También la enseñanza universitaria en los últimos años ha experimentado importantes avances, entre otros, en los recursos utilizados para impartir docencia. En la exposición magistral de los contenidos, las técnicas han evolucionado desde la
Introducción 3 tradicional pizarra al proyector de transparencias y, posteriormente, al vídeo proyector y uso de ordenadores en clase. En cuanto a la disponibilidad de material para el alumnado se ha pasado de los tradicionales apuntes tomados en clase, libros y fotocopias al formato digital de libros o apuntes disponibles en la página web de la asignatura, wikis, enciclopedias, diccionarios online, blogs u otro tipo de publicaciones. En algunos casos haciendo uso de gestores de contenidos y otras aplicaciones software. Algunos profesores con experiencia en herramientas multimedia preparan presentaciones animadas y algún vídeo de carácter didáctico. Sin embargo, la creación de material multimedia e interactivo de calidad sigue siendo aún un paso difícil para la mayoría del profesorado. Propuesta metodológica Este trabajo de investigación propone una metodología para la creación de contenidos utilizados en procesos de enseñanza-aprendizaje (Guerra, et al., 2007). Una ingeniería de contenidos docentes, que refuerce estos procesos con el fin de generar material de calidad. La propuesta contempla la producción de contenidos educativos multimedia (Fraser, 2006) (Hartsell, 2006), la interactividad (Rheeder, et al., 2007) y el desarrollo de una plataforma adecuada para su distribución y gestión (Afonso, et al., 2008b). Todo un proceso de ingeniería para el desarrollo de proyectos e-Learning. El trabajo desarrollado se pone en práctica dentro del marco de proyectos de innovación educativa para los ámbitos de la enseñanza superior y secundaria. En estos proyectos se realiza un estudio de los factores de influencia que se han considerado para elaborar la propuesta y de qué forma inciden en los resultados y las conclusiones. Objetivos Los objetivos que persigue la propuesta metodológica se clasifican en: Estructurales Potenciar el proceso de incorporación de las TIC en la docencia, apoyando al profesorado en su formación, en la elección de estrategias didácticas y en la realización de propuestas de innovación docente.
4 Introducción Posibilitar el acceso a los estudios a alumnos de cualquier lugar, proponiendo una oferta docente dinámica y flexible. Facilitar el acceso a estudios medios y superiores a colectivos con necesidades especiales, para los cuales se hace necesario desarrollar material específico o adaptar el existente. Proporcionar la estructura tecnológica necesaria para la elaboración, gestión y distribución de material docente haciendo uso de sistemas de gestión del aprendizaje adecuados. Determinar la forma en que se abordará la planificación y estructura de los cursos que harán uso de estos nuevos materiales. De desarrollo Proponer una metodología de creación de contenidos que mejore los procesos de producción de los mismos. Fomentar en el profesorado el trabajo en equipos multidisciplinares haciéndoles más fácil la creación de material docente. De forma más específica: ٠ Determinar las diferentes fases que formarán parte de los procesos de producción y desarrollo, así como de los perfiles profesionales del equipo multidisciplinar que trabajará en estos procesos. ٠ Realizar una temporización de estas fases y de las tareas a realizar en cada una de ellas de acuerdo al material a producir y desarrollar. ٠ Elaborar estudios a nivel técnico para determinar la viabilidad de los procesos de desarrollo del material multimedia: los contenidos en vídeo y las aplicaciones interactivas. ٠ Elaborar estudios a nivel técnico para determinar la viabilidad del proceso de desarrollo del sistema de gestión del aprendizaje y sus funcionalidades. De validez Proponer un conjunto de test de validez y fiabilidad para el material creado, los procesos de integración, y la plataforma de gestión y distribución. Estudiar el resultado de los test para realizar las propuestas de mejora necesarias.
Introducción 5 De calidad Establecer criterios de calidad que aseguren propuestas que cumplan con los estándares nacionales y europeos. Aplicar estos criterios con el fin de evaluar los resultados de todos los procesos. Evaluar el impacto de la implantación de este tipo de proyectos y su uso en la comunidad universitaria. Análisis previo La lectura de documentación sobre un campo tan extenso como el de la enseñanza, y de forma más concreta el e-learning, ofrece una amplia visión del mismo. También permite sintetizar algunos puntos de interés en cuanto a los trabajos realizados sobre la introducción de las nuevas tecnologías en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Por un lado, distinguimos el impacto en el ámbito de la pedagogía. Un claro ejemplo de ello es la Tecnología Educativa (Skinner, 1968), tendencia pedagógica cuyo máximo representante es Burrhus Frederic Skinner. Se define como la enseñanza programada. Se caracteriza por hacer uso de elementos técnicos o tecnológicos como: libros, televisión, ordenadores, o máquinas de enseñar – aparatos que permitían al alumnado trabajar el material en pequeños pasos y proporcionar refuerzo inmediato sobre cada respuesta (Skinner, 1960)-. Los métodos están basados en el autoaprendizaje. Por otro, en un ámbito más técnico: los nuevos espacios y formas de comunicación y gestión de contenidos, creados en formato digital y disponibles en la red (Grob, et al., 2007). De forma más concreta, (Reid & Cornwell, 2006) herramientas para la enseñanza-aprendizaje asistida por ordenador (Computer Aided Teaching and Learning) (CAT/L). Estructura del documento El contenido de este documento está dividido en siete capítulos que comienzan con una revisión del actual marco teórico y recorren desde la propuesta metodológica realizada, hasta las conclusiones obtenidas, pasando por la descripción de los proyectos y su evaluación experimental. Capítulo dos: Marco teórico. En este capítulo se da una visión sobre cómo ha evolucionado la enseñanza, los recursos, y las metodologías empleadas en la misma. En una
12 Marco teórico Los cambios se basan en seis objetivos que, durante los últimos años, se han ido revisando y concretando (EEES, 1999). Adopción de un sistema de titulaciones fácilmente comprensibles y comparables. Adopción de un sistema basado en tres ciclos (grado, máster y doctorado). Establecimiento de un sistema internacional de créditos, como el ECTS (European Credit Transfer System). Promoción de la movilidad de estudiantes, profesores e investigadores y personal de administración y servicios, y superación de los obstáculos que dificultan dicha movilidad. Promoción de la cooperación europea para garantizar la calidad de la educación superior, desarrollando criterios y metodologías comparables. Promoción de una dimensión europea de la educación superior. Este proceso de convergencia enfoca el futuro planteando el desarrollo de tendencias internacionales en educación y persigue un sistema educativo competitivo a nivel mundial. La Declaración de Bolonia tiene carácter político: enuncia una serie de objetivos y unos instrumentos para lograrlos, pero no fija unos deberes jurídicamente exigibles. La Declaración establece un plazo hasta 2010 para la realización del Espacio Europeo de Educación Superior, con fases bienales de realización, cada una de las cuales termina mediante la correspondiente Conferencia Ministerial que revisa lo conseguido y establece directrices para el futuro. (EEES, 1999) En España ha sido necesario un marco legal adecuado que garantizara la reforma universitaria. La Ley Orgánica 4/2007, de 12 de abril, por la que se realiza modificación de la Ley Orgánica de universidades 6/2001, de 21 de diciembre, sentó las bases para realizar un cambio profundo en las universidades españolas. El Consejo de Ministros, el 26 de octubre de 2001 aprueba el Real Decreto de Ordenación de Enseñanzas Universitarias oficiales, por el que se modifica el sistema de clasificación de la enseñanza superior. El Real Decreto fija una nueva estructura de títulos en tres niveles y en consonancia con el EEES. Las universidades españolas han planificado su propio calendario de adaptación en conformidad con el compromiso adquirido por España en la Declaración de Bolonia. De acuerdo al cual, en el año 2010, todas las enseñanzas deberán estar adaptadas a las nuevas estructuras. En la actualidad, el proceso ya está en marcha en las universidades españolas.
Marco teórico 13 Como hemos visto, esta propuesta establece una serie de objetivos. Son muchas las implicaciones que los ya señalados tienen en el ámbito de la docencia. Uno de ellos, de gran importancia en cuanto a la forma de impartirla, es el cambio de rol que debe asumir tanto el profesorado como el alumnado. Los primeros, por su nueva función de guía en el proceso de enseñanza, facilitando al alumno el camino a seguir y realizando las correcciones necesarias ante los posibles desvíos. Los segundos por pasar a realizar una función más activa, con mayor participación en el proceso de aprendizaje. En definitiva incorporando la independencia al proceso. Este cambio de dirección de paradigmas orientados a la enseñanza hacia los orientados al aprendizaje, supone un reto en la forma de impartir la docencia existente hasta ahora. Las TIC podrán integrarse en los procesos como herramientas que harán más fáciles estos cambios educativos que la sociedad demanda. Del mismo modo facilitan la propuesta del EEES en la adaptación del sistema universitario español a estos nuevos paradigmas. 2.4 Metodologías de ingeniería del software Las nuevas formas de enseñar introducen nuevos elementos. El uso de diversas tecnologías en la creación y distribución de herramientas se puede incorporar al proceso de enseñanzaaprendizaje. Esto implica un conjunto de fases que pueden ser sucesivas, solapadas, discontinuas o tener cualquier otra distribución. Es ahí donde entra la ingeniería del software. Es, como en otras ingenierías, una forma de abordar el desarrollo de sistemas software, estudiada, disciplinada, sistemática y cuantificable. No existe una única definición de ingeniería del software. Varios autores han enunciado las más referenciadas, entre las que destacamos: El establecimiento y uso de los principios sólidos de la ingeniería para obtener económicamente un software confiable y que funcione de modo eficiente en máquinas reales. (Bauer, 1969) La aplicación práctica del conocimiento científico al diseño y construcción de programas de computadora y a la documentación asociada requerida para desarrollar, operar y mantenerlos. (Boehm, 1976) El estudio de los principios y metodologías para el desarrollo y mantenimiento de sistemas software. (Zelkovitz, 1978)
14 Marco teórico Según el IEEE: La ingeniería del software consiste en la aplicación de un enfoque sistemático, disciplinado y cuantificable al desarrollo, operación y mantenimiento del software; es decir, la aplicación de la ingeniería al software. Todas inciden en la importancia de la ingeniería en el desarrollo de software. En este sentido podemos considerar que es una disciplina de la ingeniería que comprende todos los aspectos de la producción de software en todas sus etapas (Sommerville, 2005). Las metodologías utilizadas en ingeniería del software tienen como objetivo la planificación, desarrollo y mantenimiento de proyectos de esta naturaleza. Su finalidad es obtener un producto de calidad haciendo un adecuado uso de los recursos con los que se cuenta y cumpliendo con la planificación y objetivos marcados al comienzo del proyecto. Son varios los modelos o paradigmas en los cuales se apoya el desarrollo de proyectos software (Royce, 1970) (McDermid, 1993). En la actualidad los más utilizados son: 2.4.1 El modelo en cascada También llamado modelo clásico o tradicional (Sommerville, 2005). Es un modelo prescriptivo, ya que determina un conjunto de elementos del proceso, en este caso, las fases o etapas. Se caracteriza por ser un enfoque en el cual las etapas mantienen un orden y ninguna puede comenzar hasta que termina la anterior. Las etapas del modelo en cascada son: Análisis de requisitos. Consiste en analizar las necesidades de los usuarios finales – requisitos de usuariosy las necesidades hardware –requisitos hardware-. El resultado es el denominado Documento de Especificación de Requisitos, que recoge, sin entrar en detalle, la funcionalidad del sistema. Diseño del sistema. Los elementos del sistema son el tipo más simple de componente, se diseñan describiendo la estructura de cada uno de ellos y sus relaciones. El resultado es el Documento de Diseño del Software que puede contener: el diseño arquitectónico, –de alto nivel-, que identifica y define los módulos y sus relaciones; y el diseño detallado, –de bajo nivel-, que define los algoritmos y la organización del código. En algunos casos puede contener tan sólo el diseño detallado.
Marco teórico 15 Codificación. Es la etapa de desarrollo. Dependiendo del lenguaje de programación y la versión con la que se trabaja, se crearán bibliotecas y módulos reutilizables. Los distintos módulos creados se deben probar para generar código sin errores. La salida de esta fase es el código ejecutable. Pruebas. Una vez que se han desarrollado los módulos es posible comprobar el funcionamiento del sistema: que cumple con los requisitos establecidos en la primera fase y satisface parámetros de calidad. Al finalizar se hace entrega del sistema software y la documentación generada. Mantenimiento. Una vez que se entrega el software, se pone en producción. Durante este período pueden surgir cambios para corrección de errores o para introducir mejoras. El sistema debe estar preparado para adaptarse a nuevos requisitos. El modelo clásico o tradicional considera que el conjunto completo de requerimientos está perfectamente definido al comienzo del proyecto 2.4.2 El modelo en espiral Es un modelo evolutivo (Boehm, 1998) caracterizado por estar constituido por versiones sucesivas del producto. Los procesos conforman una espiral, en la cual, en cada bucle, se realiza un conjunto de actividades. Es un modelo que considera el riesgo que implica el desarrollo de software, así, en cada iteración se estudian las alternativas de desarrollo y se elige la del riesgo más asumible. En el siguiente ciclo de la espiral se vuelven a evaluar los riesgos y las distintas alternativas, de este modo, los ciclos de la espiral se van completando hasta que el producto desarrollado cumpla con todos los requisitos. Son cuatro las actividades a realizar en cada ciclo: Definir los objetivos. Consiste en determinar las cuestiones a resolver, estableciendo los requerimientos y las especificaciones del sistema. Para ello es necesario fijar las restricciones e identificar los riesgos y las alternativas con el fin de minimizarlos o evitarlos. Al final de la actividad, sólo la primera vez, se realiza una planificación. Analizar los riesgos. Las múltiples alternativas de acción se evalúan, seleccionando la más conveniente de acuerdo al riesgo que se ha decidido asumir.
16 Marco teórico Desarrollar y probar. La implementación del código y las pruebas realizadas a cada uno de los módulos desarrollados permiten verificar que, en conjunto, funcionan correctamente. Planificar. Se realiza una revisión de las anteriores actividades para decidir si se continúa con el proceso. En ese caso, se planifica la siguiente actividad. 2.4.3 Modelo de prototipos El modelo de prototipos. (Smith, 1991) Es también un modelo evolutivo. Un prototipo es una versión inicial de un sistema software cuya finalidad es mostrar a los usuarios su funcionamiento, de este modo, pueden proponer nuevos requerimientos y funcionalidades. Las actividades se desarrollan en varios pasos: PASO 1. Objetivos. Definición de los objetivos, representando de forma adecuada los requerimientos. PASO 2. Funcionalidades. Creación de un conjunto de especificaciones de diseño que indicarán cómo desarrollar el prototipo. PASO 3. Desarrollo. Implementación del prototipo. Posteriormente se prueba y se realizan las modificaciones necesarias para su correcto funcionamiento. PASO 4. Evaluación. Presentación del prototipo al cliente que examina y evalúa el resultado. Se establecen las modificaciones que necesitará el software para cumplir con los requisitos. Si es necesario realizar las modificaciones, de nuevo se vuelven a repetir los pasos 2, 3 y 4. Los modelos evolutivos son de utilidad cuando inicialmente sólo se conocen los objetivos generales y aún no se han identificado los requisitos en detalle. Dichos modelos asumen que los requerimientos no están del todo definidos al comienzo del proyecto. 2.4.4 Desarrollo iterativo y creciente Desarrollo iterativo y creciente. Es un tipo de desarrollo incremental (McDermid, 1993). El proceso de ingeniería comienza con una implementación simple de los requerimientos, que de forma iterativa mejoran en las nuevas versiones del proyecto hasta que el sistema esté completo. En cada iteración, se van implementando los cambios del diseño y añadiendo nuevas funcionalidades al sistema. Este modelo divide sus actividades en etapas:
Marco teórico 17 Etapa de inicialización. En la que se desarrolla una primera versión del sistema con la cual se podrá interactuar para realimentar el proceso. La primera versión será simple y debe resolver los principales problemas planteados. Existe un elemento con el que se trabaja en todas las etapas: la lista de control del proyecto, que recoge las funcionalidades a implementar y las tareas a realizar. Esta lista se revisa de forma periódica. Etapa de iteración. En la que se rediseñan e implementan las tareas de la lista. El rediseño se basa en análisis y mediciones que se tendrán en cuenta como guías en el proceso de mejora. Las soluciones deben ser simples, directas y modulares para aligerar el rediseño de la etapa. Una vez realizadas, se modifica la lista de control. Algo que caracteriza a las iteraciones sucesivas es que en cada una de ellas la implementación de tareas cada vez se realiza con mayor facilidad. 2.4.5 Desarrollo rápido de aplicaciones Desarrollo rápido de aplicaciones. Es un modelo lineal y secuencial y su principal característica es que el ciclo de desarrollo es corto, generalmente de sesenta a noventa días (Martin, 1991). Es importante conocer bien el ámbito del proyecto y enfocar el desarrollo hacia la construcción de componentes reutilizables. Aquellos proyectos modularizables y escalables son los que se pueden desarrollar haciendo uso de este enfoque. Las fases comprendidas en el desarrollo rápido de aplicaciones son: Modelado de gestión. La actividad principal de esta fase consiste en analizar el flujo de información del sistema, identificando y documentando los elementos que lo conforman. Modelado de datos. Describe un análisis del conjunto de objetos que representará la información. El conjunto de objetos se define con sus relaciones y atributos. Modelado de proceso. Analiza la función de gestión a partir del modelado de datos. Define los procesos que forman parte de cada componente modular, con sus entradas y salidas. Generación de aplicaciones. Desarrollo de aplicaciones. En este enfoque es importante utilizar lenguajes de programación a partir de la cuarta generación, ya que facilitan la creación de componentes reutilizables. Las pruebas de los componentes son más ágiles, ya que se han creado como pequeñas piezas modulares.
18 Marco teórico Pruebas de entrega. Comprobación de todos los componentes con sus interfaces y sus relaciones: el sistema funcional. El tiempo con respecto a las etapas de pruebas de otros enfoques disminuye, ya que los componentes y sus interfaces se han probado en la etapa anterior. 2.4.6 Desarrollo concurrente Desarrollo concurrente. La estructura que determina este tipo de desarrollo implica la distribución en red de distintos equipos que van trabajando en las fases del proyecto. Todas las fases existen de forma concurrente, y se van encontrando en diferentes estados a lo largo del desarrollo (Pressman, 2005). Las actividades de cada fase van pasando de un estado a otro dependiendo de los acontecimientos que provocan las transiciones. El desarrollo concurrente proporciona una imagen exacta del estado actual de un proyecto (Davis, & Sitaram, 1994). 2.4.7 Proceso unificado Proceso unificado. Es iterativo e incremental y se caracteriza por estar dirigido por casos de uso y centrado en la arquitectura del sistema (Jacobson, et al., 1999). Los casos de uso son técnicas utilizadas en la adquisición de requisitos de un sistema. Proporcionan uno o más escenarios que indican de qué modo interactúan los subsistemas entre sí o con los usuarios. La arquitectura de un sistema software describe, de forma general, cómo se construirá una aplicación software. El proceso unificado divide sus actividades en cuatro fases: Inicio. Se desarrolla un conjunto preliminar de casos de uso y la arquitectura viene definida por un esquema de los subsistemas más importantes. Sus actividades principales son: la comunicación con el usuario y la planificación. Elaboración. Se perfilan y expanden tanto los casos de uso como la arquitectura del sistema. Para ello se detallan visiones diferentes del software en forma de modelos: ٠ Modelo de casos de uso, especifica la funcionalidad del sistema. Está formado por la documentación de los casos de uso y sus diagramas, que representan el comportamiento del sistema y de los elementos que interactúan con él. ٠ Modelo de análisis, muestra la estructura global del sistema. Es el que da forma a la arquitectura del sistema.
Marco teórico 19 ٠ Modelo de diseño, es una abstracción del modelo de implementación y su código fuente. Detalla los casos de uso en el dominio de la solución. ٠ Modelo de implementación, describe los componentes que conforman el sistema y cómo se ponen en funcionamiento. Agrupa los componentes en subsistemas que organiza en capas y jerarquías, señalando las relaciones y dependencias entre ellos. ٠ Modelo de despliegue, o modelo físico, es la distribución física del sistema. Localiza y representa de forma gráfica la relación entre la arquitectura software y la arquitectura hardware. Construcción. Se implementan en código fuente los componentes del software que harán que cada caso de uso se pueda ejecutar. Se realizan pruebas individuales, además de actividades de ensamblaje de componentes y pruebas de integración. Transición. Se hace entrega del software en una primera versión completa y operativa. Se realizan pruebas y de los resultados obtenidos se producirá una realimentación que informará sobre los cambios necesarios. También en esta fase se documenta el sistema con manuales de usuario, guías y manuales de instalación. Producción. Se hace un seguimiento de las pruebas y se proporciona soporte a los usuarios. Es posible que durante las tres últimas etapas ya se esté trabajando en el siguiente incremento del software. Implica que las fases no ocurren en secuencia, algunas son concurrentes (Pressman, 2005). Las fases se desarrollan a lo largo de varias iteraciones cuyo resultado es un incremento del producto con mejoras y nuevas funcionalidades (Pressman, 2005). 2.4.8 UML Existen muchos elementos, métodos y herramientas que se han empleado para documentar un sistema software y gestionar proyectos de esta naturaleza. A finales de la década de los 80 y principios de los 90, surge el lenguaje de modelado unificado UML (Schmuller, 2000). Éste unifica diversos métodos (Booch, et al., 2004). Su alcance ha llegado a formar parte fundamental de la Ingeniería de Software tras su estandarización en 1997 con el OMG (Object Management Group o Grupo de administración de objetos). Actualmente es el lenguaje más conocido y utilizado.
20 Marco teórico Es un lenguaje gráfico para visualizar, especificar, construir y documentar un sistema. Ofrece un estándar para describir los modelos del sistema. En su última versión UML 2.0 se recogen 13 tipos diferentes de diagramas. Categorizados de forma jerárquica en: Diagramas de estructura, representan los elementos que deben existir en el sistema de modelado. Diagramas de comportamiento, representan lo que debe suceder en el sistema de modelado. Diagramas de interacción, son un subtipo de diagrama de comportamiento. Representan el flujo de control y datos entre los elementos del sistema de modelado. 2.5 Metodologías orientadas a agentes Metodologías orientadas a Agentes. La construcción de software haciendo uso de agentes inteligentes es una disciplina cuyas directrices las establece la Ingeniería del Software Orientada a Agentes (ISOA) (Wooldridgey & Ciancarini, 2001). Esta disciplina ha evolucionado de forma notable en los últimos años con muchas propuestas de modelado, cada una de ellas con un nuevo conjunto de posibilidades. Ejemplo de ellas son GAIA o AUML. La primera, (Wooldridge, et al., 2000) es una metodología donde los procesos de análisis y diseño están orientados al modelado de agentes y cuyo objetivo es obtener un sistema que maximice alguna medida de calidad global basándose en una serie de modelos de análisis y diseño. Pretende ayudar al analista a ir sistemáticamente desde unos requisitos iniciales a un diseño que, según los autores, está lo suficientemente detallado como para ser implementado directamente. La segunda, AUML (Agent Unified Modelling Language) (Bauer, et al., 2001), es una metodología que debe sus comienzos al auge del paradigma basado en Agentes Inteligentes unido a la gran aceptación del UML. Se ha convertido en el estándar de especificación, construcción, visualización y documentación de procesos de desarrollo software Orientado a Objetos de los últimos tiempos. AUML hace uso del concepto de perfil de UML. Un perfil es un mecanismo que permite extender metaclases de metamodelos existentes para adaptarlas a diferentes propósitos, plataformas o dominios. AUML busca precisamente esto, adaptar UML al modelado de Sistemas Multiagentes. Los planteamientos metodológicos expuestos, en los que se hace uso de una planificación metódica y, en algunos casos, muy estricta, se han considerado durante mucho
Marco teórico 21 tiempo la mejor forma de obtener software de calidad. El desarrollo de grandes sistemas, de larga duración, en los que trabajan equipos localizados en distintas ubicaciones y, a veces, incluso, en distintas compañías, justificaba esta opinión. Sin embargo, para desarrollos pequeños o de tamaño medio estos enfoques pueden llegar a suponer una inversión en planificación que, a menudo, domina el proceso de desarrollo de software. Para este tipo de proyectos los modelos tradicionales se consideran enfoques pesados. Esto ha dado lugar a que varios desarrolladores realicen propuestas que plantean nuevos métodos, denominados ágiles. 2.6 Metodologías ágiles En el año 2001 se reunieron varios de los creadores de estos métodos para formar la Alianza Ágil, y dar a conocer el Manifiesto Ágil (Beck, et al, 2001), que define los valores en los que se basan estos métodos. Estos valores dan mayor importancia a: Las personas frente a los procesos y herramientas. El software funcional frente a la documentación excesiva. La colaboración con los clientes frente a la negociación de contratos. La respuesta al cambio frente al seguimiento de planes. Las metodologías ágiles proponen un enfoque iterativo y están pensadas para apoyar desarrollos de aplicaciones cuyos requerimientos cambian con rapidez. Estas metodologías en lugar de rechazar los cambios deben ser capaces de incorporarlos. Entre las metodologías ágiles más conocidas se encuentran: 2.6.1 Programación extrema Programación extrema (Beck, 1999) (Beck, 2000). Es el método ágil más conocido y utilizado. Organizado en cuatro actividades del marco de trabajo: planificación, diseño, codificación y pruebas. Los requerimientos se representan como historias de usuario, y se implementan como un conjunto de tareas. Las historias de usuario describen requisitos en una o dos frases, utilizando el lenguaje común del usuario. Permiten responder rápidamente a cambios en los requerimientos. De esta forma se evita tener que trabajar con gran cantidad de documentos formales. En la etapa de planificación el equipo trabaja con el cliente en la creación de historias y en la asignación de prioridades a cada una de ellas.
28 Marco teórico referenciada, que hace uso de la orientación a objetos y los diagramas de clase UML para documentar la interacción. Sus diagramas de interacción de usuarios son modelos gráficos que representan las interacciones entre usuarios y sistema. Una de sus aportaciones más extendidas es el uso de dos niveles de abstracción: clases y conceptos navegacionales. 2.9.3 Modelado del proceso de producción multimedia Otra notable aportación en el área de la producción multimedia es la realizada por Ángel Brigos (Brigos-Hermida, 2001), cuyo modelo de producción divide el proceso en las fases de pedido, diseño, propuesta, desarrollo, pruebas, entrega y mantenimiento. Un modelo ampliamente documentado con la inclusión de los distintos perfiles profesionales implicados en el desarrollo, que ha servido como base a otros posteriores. 2.9.4 Herramientas de autor y librerías de programación Nuevas aportaciones en este campo estudian las herramientas de autor y librerías de programación que se utilizan en el desarrollo de proyectos multimedia. Las primeras se centran en los modelos visuales de componentes, entre las más utilizadas se encuentran: 3DS Max (3DS Max), Maya (Maya) y Blender (Blender), Motion Builder (MotionB) o Google SkechUp (Sketchup), Flash (Flash) que continua siendo un referente pese a la aparición del HTML 5 (HTML 5) y Silverlight (Silverlight), lanzado por Microsoft pero con escaso uso hasta el momento. Las librerías de programación ofrecen mejores resultados en cuanto a la eficiencia obtenida pero son necesarios conocimientos más avanzados para su uso: Java3D (Java3d), OpenGL (OpenGL), o Papervision3D (Zupko, 2008) 2.9.5 Competencia laboral En algunos países existen incluso normas técnicas de competencia laboral para la producción multimedia, son referentes para la evaluación de las competencias de los perfiles profesionales que trabajan en esta área. En estos mismos países se han realizado propuestas, un conocido modelo es ADDIE Análisis, Diseño, Desarrollo, Implementación y Evaluación, actividades requeridas para el desarrollo de un producto multimedia, interactivo o no. Genérico, similar al modelo de ciclo de vida en cascada de ingeniería del software (Molenda, 2003).
Marco teórico 29 2.9.6 Modelo MOOM El modelo MOOM, hace uso de la orientación a objetos tomando de este paradigma los aspectos más importantes que contribuyen a la creación de desarrollo de software hipermedial. Se basa en otras dos: Introducción a los Sistemas Multimedia, propuesto por Montilva (Montilva, 1996), y Enseñanza Asistida por Computador y Producción de Software Educativo (PROSDOS), de Zambrano (Zambrano, 1995). El modelo MOOM subdivide el proceso en tres etapas o modelos: el modelo de análisis, el modelo de diseño y el modelo de implementación (Benigni, 2004). Estos estudios y aportaciones que han avanzado desde aproximaciones hasta metodologías, hasta ahora se han empleado en áreas como los videojuegos, la animación, o simulaciones. Los vídeos creados para contenidos docentes no han tenido una planificación metodológica, documentación que atienda a algún tipo de estándar o uso de criterios de validez. Metodologías de ingeniería del software, metodologías de producción e-learning y metodologías de producción multimedia son las tres columnas sobre las cuales se asienta la propuesta planteada en este trabajo de tesis. Han sido los métodos estudiados para trazar de qué forma abordar la creación, introducción y distribución de nuevos elementos para el aprendizaje. 2.10 World Wide Web La World Wide Web es un sistema de documentos de hipertexto que son accesibles a través de Internet. Los documentos de hipertexto se caracterizan por tener un rico contenido e hiperenlaces que permiten referenciar a otro recurso, documento de texto, imagen audio o vídeo. Este sistema fue creado en el año 1991 por Tim Berners-Lee y Robert Cailliau, cuando trabajaban en el CERN. (Berners-Lee & Cailliau, 1990) La información estaba contenida en documentos escritos en HTML 1 , que conformaban el conjunto de páginas web. En sus inicios esta información no se actualizaba con mucha frecuencia. 1 HTML. Hyper Text Markup Language. Lenguaje de marcado utilizado en la programación de páginas web.
30 Marco teórico 2.10.1 Web 1.0 La web 1.0 es la versión más sencilla de la web con navegadores de sólo texto con los cuales los usuarios no podían interactuar. Los contenidos eran sólo de lectura. Desde aquí la evolución se dirigió a las páginas dinámicas HTML que hacen uso de sistemas CSM 2 con bases de datos. Y posteriormente a la Web 2.0, un concepto que se ha hecho realidad en internet, por medio del cual los contenidos y el modo de interactuar con ellos en la red han cambiado, pasando de ser compartidos por los usuarios a la participación de estos en la edición y clasificación de los mismos. El uso de herramientas interactivas que cada vez se muestran más intuitivas ha facilitado esta evolución. 2.10.2 Web 2.0 El término Web 2.0, introducido por primera vez en 2004, hace referencia a una nueva visión de la Web que ha evolucionado hacia las comunidades de usuarios, la interacción y las redes sociales, permitiendo la participación de estos usuarios en los contenidos y su organización. Entre las tecnologías que hacen realidad la Web 2.0 se encuentran: las que permiten usar la plataforma Web para alojar aplicaciones de escritorio, las que separan el contenido del diseño haciendo uso de las hojas de estilo, las que permiten sindicación 3 de contenidos, o las que permiten el manejo de usuarios y comunidades. Del mismo modo, hay una serie de servicios Web que pueden considerarse indicadores del avance hacia la Web 2.0. Estos servicios proporcionan mecanismos de comunicación que hacen posible presentar a los usuarios información de forma dinámica. Entre ellos, servicios de publicidad, comunidades fotográficas, distribución de contenidos, enciclopedias, o páginas personales. La función de los navegadores también ha experimentado un cambio. Han ido evolucionando desde sus comienzos, en los que su función principal era mostrar los contenidos de las páginas Web estáticas y sus hiperenlaces. Posteriormente, interpretan las interfaces que muestran el contenido de una o varias bases de datos. Y en la actualidad 2 CSM. Content Management System. Programa que permite crear una estructura de soporte (framework) para la creación y administración de contenidos principalmente en páginas web. 3 Sindicación de contenidos. Se refiere a la distribución de contenidos informativos o lúdicos de un emisor original por otro que adquiere los derechos. Estos se adquieren mediante un contrato o licencia. Esta transmisión puede llevarse a cabo en cualquier medio de comunicación.
Marco teórico 31 soportan las últimas tecnologías que permiten, no sólo la interacción con páginas Web dinámicas sino también una amplia gama de servicios Web como las redes sociales, que impulsan el intercambio de información entre usuarios. Hoy en día ya se habla de una tercera generación web, la denominada Web 3.0 que, si bien aún no se ha conseguido definir de forma consensuada, es considerada por varios autores como la que implica un acercamiento de la red a tecnologías de inteligencia artificial 4 , web geoespacial o web 3D. 2.10.3 Web 3.0 Hoy en día existe un amplio debate sobre la Web 3.0, su definición, significado, función y actividad. También conocida como la web semántica. La primera definición realizada sobre la misma es la del creador del concepto, Tim Berners-Lee. Lo hace de varias formas: El primer paso es colocar los datos en la Web de un modo en que las máquinas puedan entenderlos naturalmente o convertirlos a esa forma. Esto crea lo que yo llamo la Web Semántica: una red de datos que pueden ser procesados directa o indirectamente por máquinas. (Berners-Lee & Fischetti, 1999) La Web Semántica es una extensión de la Web en la cual la información se da mediante un significado bien definido, lo que facilita que los ordenadores y la gente trabajen en cooperación. (Berners-Lee, et al., 2001) De forma más precisa, en la definición oficial del W3C, se define como: La Web Semántica es la Web de los datos. Hay muchos datos que usamos cada día y que no son parte de la Web. Podemos ver mis apuntes bancarios en la web, e incluso nuestras fotografías y citas en el calendario. Pero ¿podemos ver las fotos en un calendario para ver qué es lo que estaba haciendo cuando las hice? ¿Puedo ver mis apuntes bancarios en el calendario?. La respuesta a estas preguntas es no. Y ¿por qué no? La respuesta es porque no tenemos una Web de datos. Y esto es debido a que los datos están controlados por las aplicaciones, y cada una los guarda y trata de manera particular. La Web Semántica trata sobre dos cosas. Sobre formatos comunes para el intercambio de datos, donde la Web original solamente se intercambian documentos. Y trata sobre los lenguajes que representan los datos como objetos del mundo real. La Web Semántica proporciona un framework común que permiten a los datos ser compartidos 4 La inteligencia artificial se encarga de construir procesos que se ejecutan para obtener el máximo de una medida de rendimiento determinada. La obtención de estos resultados se basa en la serie de entradas al sistema y en el conocimiento almacenado.
32 Marco teórico y reutilizados a través de las límites impuestos por aplicaciones, empresas o comunidades. Es un esfuerzo de desarrollo colaborativo liderado por laW3C y un gran número de investigadores y socios industriales. (W3, 2001) Los principales elementos de la Web Semántica son: los metadatos, los estándares de representación, y los agentes inteligentes. Los primeros se definen como datos que describen otros datos. Los estándares de representación tienen como finalidad facilitar la comunicación y el intercambio de información entre sistemas y entidades diferentes. Los agentes inteligentes son los encargados de utilizar los metadatos para facilitar el aprendizaje de las máquinas. Entre los servicios que marcan las funcionalidades de la web 3.0 se encuentran los que proveen de información a los agentes o los servicios de notificación, capaces de proporcionar estadísticas sobre los datos. Estos servicios están integrados en los que ofrece la Web 2.0: comunidades de usuarios, interactividad, personalización y localización. Las tecnologías que facilitan las funcionalidades de la web 3.0 se combinan para ofrecer descripciones de forma explícita de los recursos de la web. De este modo se facilita que los agentes inteligentes desarrollen procesos en los cuales esta información se captura y gestiona. 2.11 Tecnologías e-Learning 2.11.1 Estándares Existen especificaciones o estándares, en el ámbito del e-learning, que garantizan la independencia de los contenidos facilitando así la comunicación de los componentes. Entre sus especificaciones se encuentran: que la accesibilidad sea independiente de la herramienta que distribuye los contenidos, que estos puedan ser utilizados en distintas plataformas, que puedan ser reutilizados en distintos programas de enseñanza, y que se puedan utilizar de forma independiente a los cambios en la tecnología en la cual se desarrollaron. Actualmente existen diversos estándares que se emplean en la enseñanza digital, cuya tendencia es unificar e integrar especificaciones para e-learning: IMS: (Information Management System) (IMS). Tiene muchas especificaciones, cada una de ellas diseñada para necesidades distintas del proceso de enseñanza. La más conocida es Content Packaging. Su objetivo es permitir la distribución de contenidos
Marco teórico 33 reutilizables e intercambiables. Describe el modo en el que se debe empaquetar el contenido educativo para que sea procesado por otro sistema LMS diferente. AICC: (Aviation Industry Computed Based-Training Comitee) (AICC). Comité creado en 1998 en la industria de la aviación con el fin de estandarizar productos de formación. Las simulaciones y el software educativo tienen gran importancia en este campo. Su objetivo es crear aplicaciones educativas que sean eficientes, que tengan un coste razonable y que se puedan mantener a largo plazo. Entre sus trabajos, el que ha tenido mayor impacto ha sido la recomendación para interoperabilidad CMI (Computer-Managed Instruction). Es una especificación sobre cómo crear contenido que se pueda comunicar con el mayor número de sistemas LMS. IEEE - LOM: (Institute of Electrical and Electronics Engineers - Learning Object Metadata) (IEEE LOM). Define un objeto de aprendizaje como un recurso digital, modular y reutilizable cuya finalidad es educativa. Su modelo de datos describe qué aspectos de un objeto de aprendizaje deberían ser descritos y qué vocabulario se puede utilizar en dicha descripción. IEEE - LTSC: (Institute of Electrical and Electronics Engineers - Learning Technology Standards Committee) (IEEE – LTSC). Este comité trabaja en todas las facetas del aprendizaje en las que se utilizan ordenadores. Desarrolla estándares técnicos, realiza recomendaciones de prácticas y elabora guías para desarrollo de aplicaciones software, uso de herramientas software, y métodos de diseño. Todo ello facilita los procesos de creación, implantación, mantenimiento e interoperabilidad en la implementación de sistemas educativos que hacen uso del e-learning. En estos momentos el área a la que más tiempo dedican es la relacionada con los metadatos de los recursos educativos, ya que el estándar Learning Object Metadata (estándar IEEE 1484.12.1 – 2002) (IEEE LOM) es el estándar oficial que más se está utilizando actualmente en e-learning. ISO – IEC: (International Standards Organisation – International Electrotechnical Commission) (ISO – IEC). La Organización Internacional de Estándares en conjunto con la Comisión Internacional Electrotécnica trabaja con el objetivo de cubrir todas las vertientes relacionadas con la estandarización en el campo de las tecnologías de aprendizaje. Su misión es la 3ormalización de aplicaciones, productos, servicios y especificaciones relacionados con las tecnologías educativas, formativas o de aprendizaje a nivel individual, de organización o de grupo, con el fin de habilitar la interoperabilidad y la reutilización de herramientas y recursos (AENOR).
34 Marco teórico ADL: (Advanced Distributed Learning). (ADL) Es una iniciativa del departamento de Defensa de EE.UU. y la oficina de Ciencia y Tecnología de la Casa Blanca. Su objetivo es asegurar el acceso a materiales educativos y de alta calidad que puedan ser adaptados a las necesidades de los usuarios y que se puedan distribuir de forma sencilla. Su principal resultado es un conjunto de especificaciones que, bajo el acrónimo SCORM - Shareable Content Object Reference Model (SCORM) propone un modelo de incorporación de contenidos (Content Aggregation Model, CAM), un entorno de tiempo de ejecución (Run-Time Environment, RTE) y la secuenciación y navegación (Sequencing and Navigation, SN) de los contenidos. En la actualidad la norma SCORM es la que está teniendo mayor impacto, ya que es la que se ha implementado en un mayor número de LMS. (VSSCORM) CEN / ISSS. (European Committee for Standardization/Information Society Standardization System). Este comité está comprendido por un grupo de trabajo de tecnologías de aprendizaje, (Learning Technologies Workshop, CEN/ISSS/LT), cuyo propósito es ofrecer un conjunto de servicios y productos integrados que atiendan a la diversidad cultural europea. Realizan publicaciones tales como internacionalización de los metadatos de los objetos educativos, o sobre cómo expresar las competencias de los estudiantes. También realizan informes sobre las iniciativas de organismos e instituciones que trabajan en el campo del e-learning. 2.11.2 LMS / LCMS Un LMS (Learning Management System) es un Sistema de Gestión de Aprendizaje. Es una aplicación software a la que se accede a través de un servidor, que haciendo uso de tecnología web gestiona y distribuye contenidos apoyando las actividades de formación presencial e elearning. Un LCMS (Learning Content Management System) es un sistema de gestión de contenidos que se utiliza para la enseñanza. Del mismo modo que el LMS su tecnología web permite crear y manejar el contenido de un programa de educación. La forma más adecuada de hacer uso de este tipo de sistemas es creando piezas de contenido de forma modular que se puedan personalizar, manejar, y reutilizar.
Marco teórico 35 Entre los LMS comerciales destacan: WebCT (Web Course Tools).- Es una aplicación de aprendizaje on-line muy flexible en cuanto al diseño de clases. Los profesores pueden incluir en sus cursos, entre otras herramientas: foros, correo electrónico, chats, o documentos. Actualmente se comercializan dos versiones: Vista, la versión profesional, dirigida a empresas y Campus Edition, la versión universitaria, dirigida a instituciones. (WEBCT) Blackboard.- Es una empresa que desarrolló aplicaciones de gestión empresarial y servicios para un gran número de instituciones educativas. Estos programas se utilizaron para administrar el aprendizaje a través de la web, procesos de transacciones, comercio electrónico y gestión de comunidades en línea. También tiene dos líneas de desarrollo: Blackboard Academic Suite, especializada en la gestión de contenidos, cursos y comunidades en línea y Blackboard Commerce Suite, especializada en gestión de transacciones. (Blackboard) Entre los LMS de software abierto 5 más utilizados se encuentran: MOODLE (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment).- Es una aplicación web que se puede ejecutar en sistemas que soportan PHP. Los datos son almacenados en una base de datos SQL (Structured Query Language). Hace uso de IMS Content Packaging (Instructional Management Systems), SCORM (Shareable Content Object Reference Model), y AICC (Aviation Industry Computer-Based Training Committee). Ofrece diversas actividades tales como: foros, diarios, cuestionarios, materiales, consultas, encuestas y tareas. Gestionado por un usuario con privilegios de administrador, se puede personalizar y se pueden añadir módulos de actividades a los ya instalados. El profesor tiene un control total sobre los contenidos, su gestión y el visionado de todo lo que han ido realizando los alumnos. (Moodle) .LRN (dotLearn)- Es una aplicación desarrollada con código abierto. Los datos son almacenados en una base de datos SQL. Es escalable, robusto, extensible y cumple el estándar SCORM. Utiliza un sistema de portales que integra herramientas también desarrolladas con código abierto, OpenACS 6 , que se utilizan para el desarrollo rápido de aplicaciones web. Estas herramientas administran cursos, contenidos y otras herramientas de colaboración. Los usuarios tienen la posibilidad de crear 5 Término con el que se denomina a aplicaciones software que se pueden distribuir libremente y cuyo código se puede modificar. 6 Open Architecture Community System
36 Marco teórico departamentos y escuelas y dentro de estos, los distintos cursos haciendo uso de los portales integrados. (Dotlrn) CLAROLINEEs una aplicación web desarrollada en PHP. Los datos son almacenados en una base de datos SQL. Sigue las especificaciones SCORM e IMS. Permite administrar los contenidos docentes, foros, listas, alumnos, ejercicios, agendas, anuncios, chats y tareas. (Claroline) DOKEOS. Es una aplicación desarrollada con código abierto, cuyos datos son almacenados en una base de datos SQL. Se caracteriza por ser no solo una aplicación para la gestión del aprendizaje sino que también se puede utilizar como herramienta de colaboración. Permite administrar y distribuir contenidos, dispone de calendario, chat, ficheros de audio y video, y gestión de calificaciones. (Dokeos) ILIAS (Integriertes Lern, Informations-und Arbeitskooperations Sistema). Es un sistema de gestión del aprendizaje desarrollado con código abierto. Sigue las especificaciones SCORM, LOM (Learning Object Metadata), IMS y AICC. Es un sistema web que ofrece un escritorio personalizado, gestión de cursos y grupos, encuestas, chats, foros, gestión de ejercicios, RSS (Rich Site Summary), y podcasts entre otros. (Ilias) 2.12 Herramientas web En la actualidad la red nos brinda todo tipo de herramientas. Un gran número de ellas son empleadas en los procesos de enseñanza-aprendizaje. En estos procesos abren muchas posibilidades, por el producto final y por lo sencillo que puede resultar su uso. Entre ellas las más populares son: 2.12.1 Navegadores o web browsers Navegadores o Web browsers: Son aplicaciones que muestran el contenido de páginas web. Estas páginas generalmente están escritas en código HTML. Los navegadores interpretan este código visualizando el contenido de las mismas. De este modo los usuarios pueden navegar entre las páginas que se encuentran en la red mediante enlaces o hipervínculos.
Marco teórico 37 2.12.2 Marcadores sociales Marcadores sociales o Social bookmarking tools. Son sistemas que permiten almacenar, etiquetar, clasificar y compartir enlaces en red. Los usuarios almacenan una lista con información de Internet que les resulta útil o interesante, etiquetan o categorizan esta información y la comparten con otros usuarios. Los servicios de marcadores sociales cada vez incluyen más funcionalidades: permiten votar, añadir comentarios, notas, e incluso notificaciones automáticas o creaciones de grupos (Lund, et al., 2005). 2.12.3 Blogs Hoy día es una de las herramientas web más utilizadas. Son sitios web que almacenan información escrita por uno o varios autores. Los usuarios de la web o lectores de estos artículos pueden escribir sus comentarios y los autores u otros lectores pueden contestar estableciéndose, de este modo, un diálogo entorno al artículo o información publicada. Los hay de distintos tipos: políticos, empresariales, periodísticos, personales o educativos, entre otros. (O'Reilly, 2003) 2.12.4 Sindicación Sindicación o RSS/Feed reader: Es un formato XML que permite la distribución de contenidos de una fuente a la que previamente se han suscrito los usuarios. Se utiliza para difundir información que se actualiza con mucha frecuencia sin necesidad de un navegador, aunque las últimas versiones de los navegadores ya incluyen sindicación (Hammond, et al., 2004). 2.12.5 Correo electrónico Correo electrónico o email (electronic mail): Es un servicio que permite a sus usuarios enviar y recibir mensajes haciendo uso de sistemas de comunicación electrónico, como internet. Haciendo uso de este servicio se puede enviar no sólo texto, sino también todo tipo de documentos en formato digital.
44 Ingeniería de contenidos docentes Así pues la definimos como la aplicación científica de técnicas y conocimiento para el planteamiento, la creación y el mantenimiento de elementos docentes que se pueden incorporar en los procesos de enseñanza – aprendizaje. De forma más concreta una rama de la ingeniería del software que organiza los procesos de creación de objetos de aprendizaje así como la distribución y gestión de contenidos educativos. 3.2 Ingeniería de contenidos docentes Desde hace décadas, el uso de las TIC en la docencia se ha realizado sin una forma común de introducirlas en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Sin una forma común para la creación de esos contenidos o sin establecer un marco de trabajo que facilite una visión del conjunto y el desarrollo de las tareas implicadas en el proceso. Actualmente, como ya hemos visto, son pequeñas áreas las que conforman este todo: contenidos digitales estáticos y dinámicos; estructuras simples de distribución que van desde sencillas páginas web hasta estructuras más complejas de gestión y creación de cursos; y nuevas formas de comunicación, desde correo electrónico hasta foros y comunidades o redes sociales. Pero, cómo incorporar todos estos elementos a procesos de enseñanza aprendizaje en distintas instituciones, con distintos recursos, de acuerdo a distintos niveles, o para distintos usuarios, no es un tema trivial. Existe gran variedad de estándares y se han realizado estudios de recursos tanto didácticos como metodológicos o técnicos, pero aún no se ha establecido un marco de trabajo que considere todos los aspectos. Un marco de trabajo que permita: bajo un modelo de sistema, definir la organización, formalizar plantillas o diseñar un plan de calidad. Este marco de trabajo debe ser lo suficientemente flexible como para incorporar y ordenar de forma adecuada todos sus elementos considerando las particularidades de cada institución. Esta ingeniería de contenidos docentes trabaja en todos los aspectos del desarrollo y evolución de proyectos e-Learning. Comprende desde la especificación del sistema, sus elementos, estructura, y funcionalidades hasta la integración de las diferentes partes para crear el sistema final. 3.3 Organización del sistema Un proyecto e-learning implica una organización abierta formada por un conjunto de elementos que colaboran en el desarrollo del mismo. Esta organización mantiene una relación
Ingeniería de contenidos docentes 45 dinámica con todos los agentes con los que interacciona. El resultado del estudio realizado en este trabajo de tesis nos lleva a proponer un modelo de organización en el que el conjunto de unidades trabaja en una misma dirección. Su principal objetivo es facilitar la documentación del proyecto, su observación y la corrección de posibles desviaciones. (Mintzberg, 2001) (Schvarstein, 1998) Modelo o-Learning. (organizational-Learning model). Elementos Módulos. Son los componentes del sistema. Cada parte identificable que funciona como un subsistema. Se deben diseñar con un propósito específico, para lo cual deben realizar un conjunto de funciones bien definidas. Actores. Son las entidades que realizan las distintas acciones. Diferenciamos dos tipos: agentes y sistemas. Agentes, compuestos por personal del equipo de trabajo, que a su vez pueden ser: internos, los que dirigen, gestionan o elaboran material, y externos, personal contratado para tareas específicas, o alumnos y otros docentes que participan en la valoración del material aunque no serán usuarios del mismo. Sistemas, aquellos módulos o componentes que actúan sobre otros módulos o sobre la información que estos generan. Estas actuaciones se suelen realizar mediante operaciones automáticas o programadas. Acciones. Conjunto de tareas y operaciones a realizar. Están presentes en todas las etapas del proyecto, desde su planteamiento y planificación hasta su uso, pasando por todas las fases del desarrollo. Relaciones. Se establecen entre los elementos del sistema definiendo cómo interaccionan. Podemos clasificarlas de acuerdo a distintos criterios. ٠ De conexión: internas, las que establecen conexiones entre los componentes del sistema; y externas, las que encontramos en las conexiones entre componentes del sistema y elementos externos al mismo. ٠ De dirección: unidireccionales, las que indican la relación en un sólo sentido de una entidad a otra, y bidireccionales las que muestran la relación en ambos sentidos entre dos entidades.
46 Ingeniería de contenidos docentes ٠ De trabajo: las que definen el tipo de trabajo que se establece entre dos entidades. Estas generalmente vienen definidas por los perfiles del equipo de trabajo que desarrolla el proyecto. Todos estos elementos, se utilizan en la documentación generada durante el proyecto. En mayor medida en la organización y planificación. La figura 3.1 muestra un ejemplo de la representación gráfica de elementos. Figura 3.1 Elementos. La figura 3.2 muestra los distintos tipos de relaciones que podemos encontrar. Figura 3.2 Relaciones. 3.4 Equipo de desarrollo Equipos multidisciplinares de alto rendimiento son cada vez más importantes en el éxito organizacional de proyectos (Beatty & Baker, 2004). Si hay una característica que define este tipo de proyectos de creación de contenidos docentes es su carácter multidisciplinar, esta característica, a su vez, los diferencia de la mayoría de procesos software. Proyectos de esta naturaleza no suelen tener una definición clara de cuáles son los perfiles profesionales que deben realizar las distintas tareas a desarrollar. En determinados proyectos web y dependiendo del área de trabajo el perfil puede variar y a menudo un mismo profesional puede desempeñar varios roles en un mismo proyecto (Organizational Development Network). En todas las fases del proyecto se utilizan conceptos y técnicas de diferentes campos de estudio. Y, aunque cada uno de ellos aporta una visión diferente, el conjunto de objetivos es
Ingeniería de contenidos docentes 47 común. Podemos identificar un primer agrupamiento general en los siguientes perfiles (Brigos-Hermida, 2001): Directivos: Se encargan de dirigir el proyecto a un alto nivel de abstracción, organizan, controlan y estructuran el mismo. Gestión: Asumen las tareas directas del control de los proyectos. Realizan todos los trámites necesarios para ayudar en las tareas del proyecto. Creativos: Dotan al proyecto de una identidad e imagen personalizada. Se encargan de concebir toda la estética de los elementos del proyecto. Técnicos: Proporcionan el soporte especializado y la infraestructura sobre la que se construye el proyecto. Para nuestro equipo de desarrollo, a esta aproximación, debemos añadir otro grupo: Docentes. Es el perfil incorporado en el equipo y elemento clave en los desarrollos, son los que enseñan. Dentro del proyecto son la parte fundamental de la creación de contenidos. En cada uno de estos grupos se puede realizar una subdivisión que facilita la organización de tareas de forma más directa. Perfiles directivos Productor. Similar a un productor en cualquier otra área, es el máximo responsable de la adecuada gestión de recursos humanos y técnicos. Controla la rentabilidad del proyecto. Entre sus tareas se encuentran la negociación de contratos, servir de enlace entre el equipo de desarrollo y otras entidades, así como estudiar y elaborar presupuestos. Director de proyecto. Es el responsable de garantizar la calidad de todos los aspectos relacionados con el proyecto y de la imagen corporativa del mismo. Participa en las reuniones iniciales y en el desarrollo conceptual de ideas. Realiza la propuesta, define las tareas a realizar, los perfiles profesionales que intervienen, su planificación y los recursos que necesitarán. Define los límites del proyecto y realiza la selección de estándares de calidad a aplicar. Director técnico. Es responsable de toda la documentación técnica y los planes de pruebas, detección de riesgos y toma de decisiones. Realiza el seguimiento del
48 Ingeniería de contenidos docentes proyecto en todas sus fases. Participa en la definición de la plataforma, tecnologías, herramientas, especificaciones de desarrollo, estándares técnicos y protocolos que se adopten. Perfiles de gestión Adjunto al productor. Trabaja directamente con el productor. Ayuda en todos los aspectos de organización y recursos. Presupuesta y coordina todos los recursos relacionados con la producción. Debe, por tanto, conocer todos los conflictos de personal, tecnología y factores internos y externos que condicionan el proyecto. Adjunto al director. Trabaja mano a mano con el director. Planifica, presupuesta y coordina los recursos relacionados con las tareas de dirección. Es el responsable de los aspectos organizativos, organizar las agendas de trabajo y supervisar todas las tareas a desarrollar dentro de las diferentes áreas. Se encarga de verificar que la división del proyecto se ha realizado de forma realista. Adjunto técnico. Trabaja conjuntamente con el director técnico. Da soporte en todas las tareas relacionadas con las especificaciones de desarrollo, documentación y el plan de pruebas que se desarrollará a lo largo del proyecto. Ayuda en la organización de las dos principales áreas: desarrollo de software y producción multimedia (England, 1999). Es además responsable de supervisar los puntos de control del proyecto. Perfiles creativos Todos los perfiles creativos trabajan de forma directa con el director técnico y su adjunto. Diseñador de interfaces. Realiza los trabajos de diseño y maquetación de interfaces, imágenes, colores, logotipos y todos los elementos que forman parte del diseño. Es el responsable del área gráfica, debe, por tanto, tener conocimientos de arquitectura de la información, interacción hombre-máquina y aspectos como usabilidad y accesibilidad Diseñador 2D y 3D. Colabora estrechamente con el diseñador de interfaces para desarrollar las estructuras necesarias en dos y tres dimensiones. Es, por lo tanto,
Ingeniería de contenidos docentes 49 experto en herramientas y técnicas que permiten animar modelos. Trabajan áreas como el diseño gráfico, caligrafía o ilustración. Diseñador de contenidos. En los casos en los que existen guiones, es el responsable de garantizar la autenticidad y exactitud de los mismos. Ayuda al profesorado con los contenidos, textos, fotos, audio, animaciones o vídeos y con la búsqueda de información que ayude en el desarrollo de las ideas iniciales. Perfiles técnicos Todos los perfiles técnicos, al igual que los creativos, trabajan de forma directa con el director técnico y su adjunto. Técnico de grabación - edición. Coordina los recursos relacionados con el trabajo de grabación y edición multimedia. Gestiona los mismos, infraestructuras e incidencias. Trabaja con el profesorado realizando todas las grabaciones planificadas. Realiza también tareas de creación artística en todos los escenarios, puesta en escena, encuadres, fondos, iluminación, y óptica. Técnico de edición de contenidos. Se ocupa de la edición de todo el material grabado, tanto de la parte visual como del audio. Se encarga de la parte creativa de los vídeos, cortes, efectos visuales y sonoros, ambiente, música y voces. Maneja equipos de audio y vídeo, digitaliza, elimina ruidos, y realiza las correcciones necesarias. Locutores. En determinados proyectos puede ser interesante contar con la experiencia profesional de profesores u otro tipo de actores que aportan la voz en off a algunas aplicaciones o vídeos. De estas tareas se ocupan los locutores. Puede ser personal que trabaja en el proyecto o que se contrata para trabajos cortos y puntuales, este último caso es el más común. Analista - programador. Realiza, por un lado, las tareas que facilitarán el desarrollo de software y por otro las de desarrollo. No se propone, para este tipo de proyectos, el perfil tradicional de analista, con la finalidad de evitar problemas de comunicación. Entre sus tareas se encuentran: la educción de requisitos, para marcar el comportamiento que se espera del software; aplicar paradigmas de ingeniería del software, para asegurar el correcto funcionamiento de toda el área de desarrollo; aplicar conocimientos de modelado de datos, y hacer uso de patrones de diseño, teniendo como finalidad la producción de módulos software reutilizables, portables y
50 Ingeniería de contenidos docentes escalables. En definitiva, aplicar sus conocimientos de ingeniería para garantizar la calidad y cumplir con las expectativas. Programador. Implementa todas las especificaciones, modelos y diseños creados en las tareas de análisis. Debe tener amplios conocimientos en análisis de requisitos y la documentación relacionada con los mismos, modelados y diagramas. Y también conocimientos de programación, lenguajes de programación, bases de datos, y arquitectura del software (Clements, et al., 2010). Responsable de pruebas. Lleva adelante los planes de pruebas previamente desarrollados. El conjunto de test debe validar todas las aplicaciones desarrolladas y su integración en las plataformas educativas. Ante fallos en las mismas, debe realizar las actuaciones necesarias para solventarlos. Docentes Trabajan en la elaboración de la agenda, ya que en gran medida esta depende de la suya. Junto con el resto del equipo participan en la definición de módulos a desarrollar, elaborando guiones y documentación. Posteriormente graban y supervisan la edición multimedia y el desarrollo de aplicaciones. Finalmente validan el material generado. La figura 3.3 muestra el modelo de perfiles descrito. Figura 3.3 Perfiles profesionales organizados por áreas
Ingeniería de contenidos docentes 51 La figura 3.4 muestra el modelo de dirección, en este caso sin definición de características. Figura 3.4 Módulo de dirección. 3.5 Propuesta Debemos pensar que la descripción general de un marco de trabajo como la que se plantea en este documento, permite con cierta flexibilidad que se pueda adaptar a distintos tipos de proyectos e-learning. Para ello sólo habrá que modificar aquellas fases y subfases que sean necesarias. Cada entidad o empresa debe considerar, y esta consideración será subjetiva, si adaptar su estructura organizacional y de trabajo o crearla para el desarrollo de este tipo de proyectos. Cada entidad adoptará aquellas fases, planificación y tecnologías que atiendan a los recursos de que dispone. Por lo cual, la propuesta redactada debe adaptarse a la estructura empresarial u organizacional convirtiéndose este en un proceso que se debe adecuar a cada caso según sea necesario. La propuesta metodológica realizada en este trabajo de tesis divide el ciclo de creación de contenidos docentes en cuatro fases, cada una de las cuales a su vez de subdivide en otras en las que se desarrollan diversas tareas. Los objetos de aprendizaje y los módulos, así como la documentación generada son elementos que en la última fase facilitarán que el proceso sea cíclico, permitiendo el mantenimiento del sistema mediante actualizaciones, con propuestas de ampliación y mejoras. Este conjunto de etapas hará más visible el paralelismo con el que podrá trabajar todo el personal, con el consecuente aprovechamiento de recursos. Es importante que todos los integrantes del equipo entiendan esta metodología y contribuyan a que el profesorado trabaje siguiendo las líneas marcadas. De esta forma y con un equipo de estas características las directrices establecidas permitirán mantener el control y seguimiento del proyecto.
52 Ingeniería de contenidos docentes El ciclo de vida se compone de cuatro fases: Definición del Proyecto, Planificación del Proyecto, Creación de Material y Puesta en Producción. Todas ellas se subdividen a su vez en subfases que detallan las tareas a realizar. En algunos casos la definición del proyecto puede quedar descolgada del resto, ya que las entidades clientes después de esta fase, valorarán la viabilidad y considerarán si el proyecto se desarrollará o no (Écija, 2000). Aunque se puede dar, no es lo normal, ya que generalmente las entidades que deciden abordar el desarrollo de contenidos docentes han realizado un estudio previo o tienen un margen de actuación presupuestaria. Definición del Proyecto. Con ella comienza el proyecto. Es la etapa en la cual se realiza una definición del mismo a alto nivel, estableciendo sus objetivos y finalidad. Se subdivide en tres fases bien diferenciadas: una investigación preliminar a la que sigue una fase de análisis y viabilidad, para finalmente comenzar con la puesta en marcha del proyecto. Planificación del proyecto. Determina la agenda a seguir (Kerzner, 2005). Es la fase en la cual se establecen las tareas a desarrollar por los equipos de trabajo y los recursos que serán necesarios. Se subdivide, por tanto, en el establecimiento de la agenda y de agentes. Ambas subfases están muy influenciadas por el perfil profesional del equipo que trabajará en el proyecto y los recursos de los que se dispone. Todas las cuestiones de producción y técnicas se resolverán en esta etapa. Creación de material. Desde los primeros diseños hasta la posproducción, incluye las tareas que sustentarán el núcleo central del proyecto. Comenzando con las grabaciones hasta la creación de las aplicaciones software, todo el material docente quedará listo para su edición en distintos formatos. Todos los objetos de aprendizaje creados se ensamblan e incorporan a los entornos para los cuales fueron desarrollados. Finalmente se validan, mediante las pruebas planificadas, se establecerán prioridades con respecto a los fallos y se solventarán los mismos para de nuevo pasar otro filtro de pruebas tras el cual todo el material pasa a la siguiente fase. Distribución. Por último todo el material se pone on-line a disposición de los usuarios. Hay que considerar que en algunos casos, la totalidad de contenidos docentes de una asignatura o materia no se puede o no se debe abordar en un sólo ciclo de producción. Es entonces cuando entra en juego, en esta última etapa, la puesta en marcha de otro ciclo del proyecto. Tanto en el caso de ampliación o futuras nuevas versiones del material como en el caso de no existir más ciclos, puede ser necesaria una campaña en la que se publicite el mismo. De este modo se da a conocer a sus futuros usuarios y a usuarios potenciales.
Ingeniería de contenidos docentes 53 La figura 3.5 muestra el modelo general de la creación de contenidos. Figura 3.5 Modelo general. Fases. 3.5.1 Definición del proyecto En esta primera fase se desarrollarán las tareas que marcarán las siguientes. Como ya hemos visto está compuesta por un conjunto de subfases que se suceden de forma secuencial. Figura 3.6 Definición del proyecto. Investigación preliminar. La importancia de esta fase radica en el establecimiento de los límites del proyecto. Se realizan diversas tareas, todas ellas encaminadas a obtener información sobre los elementos que conforman esta investigación inicial:
60 Ingeniería de contenidos docentes Figura 3.9 Distribución. Difusión. De acuerdo al perfil de empresa que haya desarrollado el proyecto es posible que se necesite una campaña publicitaria. Cuando el proceso se lleva a cabo en universidades, institutos de investigación, institutos de secundaria u otras instituciones de enseñanza, dar a conocer este material es algo que ya se hace de forma implícita con su oferta educativa. En esos casos, se requiere el trabajo del profesorado, con lo cual en el estudio de viabilidad de la primera fase del proyecto es donde se realiza la labor, similar a una campaña publicitaria de ofertar este servicio y solicitar que el profesorado participe. En aquellos casos en los que cualquier empresa o entidad decida ofertar estos cursos es cuando se hace necesaria una campaña publicitaria, que se pondrá en marcha para promocionar su uso. Análisis. Aunque a lo largo de las etapas ya se ha ido recabando información para la redacción de informes y la corrección de los desvíos que se hayan podido producir, en esta etapa, más reflexiva, se puede recoger gran cantidad de información con respecto a la satisfacción de profesorado y alumnado, así como uso de los objetos de aprendizaje y resultados académicos. Revisión. Finalmente también esta etapa se puede considerar el comienzo de un nuevo ciclo de producción, en aquellos casos en los que el material necesite nuevas versiones o se amplíe la oferta educativa. En algunas asignaturas esto se puede plantear así desde un principio o simplemente esperar a conocer resultados para luego plantear ampliaciones. Nuevas versiones o mejoras deben comenzar con documentación sobre las mismas. Difusión Responsable Productor, director de proyecto Entrada Material creado y plataforma de distribución Tareas Organizar la agenda de seminarios y cursos Poner en marcha una campaña publicitaria Salida Manuales de uso Agenda de seminarios y cursos Campaña publicitaria Tabla 3.9 Distribución. Difusión.
Ingeniería de contenidos docentes 61 Análisis Responsable Director de proyecto y director técnico. Adjunto al director y adjunto técnico Entrada Material creado y plataforma de distribución Tareas Elaboración de encuestas Recogida y almacenamiento de información Salida Análisis detallado Redacción de informes Tabla 3.10 Distribución. Análisis. Revisión Responsable Productor, director de proyecto, director técnico Adjunto al productor, adjunto al director, adjunto técnico Entrada Informes de análisis Tareas Estudio de nuevas versiones Documentación para nueva planificación Salida Memoria final del proyecto. Tabla 3.11 Distribución. Revisión. Como ejemplo de aplicación del modelo organizacional en la documentación de las etapas, la figura 3.10 muestra la fase de planificación. Figura 3.10 Modelo organizacional. Planificación.
62 Ingeniería de contenidos docentes Las fases expuestas son una aproximación que ayuda a establecer cómo organizar y orientar los procesos de desarrollo e integración de proyectos educativos. Se han planteado con una característica muy significativa: la flexibilidad, de tal forma que se pueden adaptar a proyectos dirigidos a distintas instituciones, cursos, niveles o perfiles de usuarios. Permite además la reutilización de patrones y modelos entre los distintos proyectos. Como hemos visto en este capítulo, todas las fases de la metodología favorecen la concepción y el desarrollo de los objetos de aprendizaje, unidades básicas y reutilizables dentro del conjunto completo de contenidos de un curso.
Capítulo 4 4. Objetos de aprendizaje 4.1 Un poco de historia Los textos escritos y guías de estudio tienen su forma en Internet: documentos de texto, imágenes, o presentaciones en formato digital. De igual modo ocurre con los medios audiovisuales: animaciones, podcast, o vodcast. Así como un gran número de aplicaciones que son la versión digital de herramientas de uso cotidiano en la enseñanza: calculadoras, editores de texto, hojas de cálculo, listas de tareas, conversores y diccionarios, entre otros. La educación a distancia, durante las últimas tres décadas ha pasado de sistemas de aprendizaje sencillos que hacen uso de pequeñas aplicaciones, a páginas web y, posteriormente, sistemas de gestión del aprendizaje que no sólo permiten la creación y gestión de contenidos sino que además ofrecen funcionalidades propias de la Web 2.0. La correspondencia, que ya en el año 1840 utilizaba Isaac Pitman o en 1856 Gustav Langenscheidt para enseñar idiomas, ha sido una de las antecesoras del uso del correo electrónico como herramienta usada en la enseñanza. Otras formas de comunicación: mensajería, foros, conferencias o seminarios web, ofrecen, además, independencia espacio temporal, los usuarios pueden conectarse desde cualquier ubicación tanto de forma síncrona como asíncrona. Es difícil saber exactamente quién y cuándo acuñó el término objeto de aprendizaje (Jalil, 2006), pero su evolución, tanto en el desarrollo de contenidos como en los estándares asociados a los mismos, ha sido paralela a la web y la creación de materiales didácticos que se distribuyen haciendo uso de la misma. El primer trabajo teórico sobre el uso de piezas digitales que se ensamblan como base del diseño didáctico, fue realizado por Merrill y un grupo de investigadores (Merrill, et al.,
64 Objetos de aprendizaje 1980) del proyecto TICCIT, (Time-sharing Interactive Computer-Controlled Information Television). Este proyecto fué desarrollado en la Brigham Young University, a principios de los años setenta cuando trabajaban en la CDT (Component Display Theory). Pero es a Wayne Hodgins, asesor de la empresa AutoDesk Inc., a quien se atribuye el uso por primera vez del término cuando denominó Learning Arquitectures, APIs and Learning Objects al grupo de trabajo CedMA (Computer Education Management Association) (Polsani, 2003). En 1992 Wayne reflexionaba sobre estrategias de aprendizaje mientras uno de sus hijos jugaba con bloques de Lego. Fue entonces cuando llamó a esos bloques objetos de aprendizaje. Entre 1992 y 1995 varios grupos comenzaron a trabajar con este término, en su definición, desarrollo y uso, con el objetivo de hacer de los objetos de aprendizaje componentes eficientes dentro del proceso de enseñanza-aprendizaje. A partir de 1994 grupos del IEEE y ARIADNE (Alliance of Remote Instruction Authoring and Distribution Networks for Europe) comenzaron a trabajar en estándares para objetos de aprendizaje. Hasta ahora son varios los sistemas independientes de estándares propuestos para estos elementos: IEEE con LTSC (Learning Technology Standards Committee), IMS con IMS-Content Packaging (IMS, 2001a) e IMS Learning Resource (IMS, 2001b), o en Europa, ARIADNE, que proporciona una infraestructura tecnológica que soporta la indexación, gestión y almacenamiento de objetos educativos basados en el estándar LOM, el llamado KPS (Knowledge Pool System), acceso basado en preguntas (query). El nivel de aceptación de un estándar determina su éxito, por ello, los grupos de estandarización deben crear especificaciones amplias y flexibles. Estas especificaciones, se utilizarán en los distintos contenidos que se pueden crear, medios que se pueden utilizar para su distribución y entidades educativas. Uno de los problemas que ha supuesto el trabajo de varias organizaciones diferentes, es que casi existen tantas especificaciones o estándares como grupos de trabajo. La mayoría de las organizaciones trabajan en varias áreas y ofrecen especificaciones para cada una de ellas. Dentro de una misma organización pueden estar interrelacionadas diferentes especificaciones, lo cual implica que algunas veces las especificaciones entre organizaciones no son compatibles. Otro problema es que los elementos de las especificaciones se pueden entender de forma diferente, ya que no existe documentación que los defina de forma exacta, dando lugar a distintas interpretaciones. Tras este análisis, es normal plantearse por qué existen diversas organizaciones y especificaciones y por qué las interrelaciones dificultan la compatibilidad. Sin duda, no son preguntas de fácil respuesta. Posiblemente influyen los distintos puntos de vista entre
Objetos de aprendizaje 65 organizaciones europeas y americanas. Mientras las primeras ofrecen soluciones con un alto fundamento gubernamental, las segundas son más plurales y se guían por soluciones con alto fundamento en los mercados. Del mismo modo, las distintas sociedades, tanto europeas como americanas, adoptan estos elementos de acuerdo a su cultura y organización. En España, por ejemplo, algunas competencias de la enseñanza son transferidas a las autonomías. Se gestionan, por tanto, de forma diferente entre las distintas áreas territoriales. Otros factores pueden ser económicos. A muchas instituciones les resulta muy costoso atender a diversos estándares y cambiar de forma asidua sus contenidos con la finalidad de adaptarlos a cada uno de ellos o a sus distintas versiones. Además, aunque la importancia de compartir recursos educativos y contenidos crece cada día, aún son muchas las instituciones en las que el profesorado no se lo plantea cuando organiza sus cursos. Actualmente se desarrollan diversos programas para integrar estos trabajos. Entre ellos destaca ADL, Advanced Distributed Learning Initiative que comenzó en 1997, y eduSource Canadá (Canadian Network of Learning Objects Repositories). El primero, una iniciativa del Departamento de Defensa de EE.UU. y la oficina de Ciencia y Tecnología de la Casa Blanca, con IMS, IEEE, y AICC (Aviation Industry CBT Comittee) trabajó sobre SCORM, (Shareable Content Object Reference Model) (ADL) (ADL SCORM, 2002, 2006). Propone un modelo de agregación de contenidos (Content Aggregation Model, CAM), un entorno de tiempo de ejecución (Run-Time Environment, RTE) y la secuenciación y navegación (Sequencing and Navigation, SN) de los contenidos. Actualmente SCORM es la norma que está teniendo un mayor impacto en la industria, ya que es la que se ha implementado en un mayor número de sistemas. El segundo, eduSource, trabaja en la creación de un repositorio que integra todos los repositorios y colecciones utilizados en Canadá. En una primera etapa plantea un inventario de las herramientas, sistemas, protocolos y prácticas. Posteriormente se centrará en la definición de componentes interoperables dentro de un marco de trabajo, los servicios web que permitirán el trabajo conjunto de todos ellos, y los protocolos necesarios para que otras instituciones puedan hacer uso de este marco de trabajo. Para ello el proyecto ha establecido un conjunto de guías para la implementación de los estándares IEEE LOM y SCORM. Este conjunto es conocido como CanCore (McGreal, et al., 2004)
66 Objetos de aprendizaje Por otro lado, el Dublín Core (Dublin Core, 2011) es un foro abierto que trabaja en el desarrollo de estándares para objetos de aprendizaje. Está principalmente enfocado a la localización y catalogación de recursos. En 1999 el DCAC (Comité Asesor de Dublín Core) creó el grupo de trabajo sobre educación. Este grupo tiene como objetivo desarrollar una propuesta que simplifique el uso de datos que describen recursos educativos. Los estándares que existen en la actualidad, no siempre son adecuados para la documentación y los desarrollos de contenidos docentes que las entidades educativas necesitan. Hoy día se plantean como un marco de trabajo y documentación que, de forma general, permite la interoperabilidad entre sistemas. Las entidades educativas, de esta forma, tienen margen dentro de estos marcos de trabajo. Una forma de integrar y facilitar su uso es empleando los denominados perfiles de aplicación. Un perfil de aplicación es un esquema que consiste en colecciones de estándares y especificaciones que se combinan y adaptan con la finalidad de particularizar, de la forma más adecuada su uso. Aunque parezca contradictorio los perfiles de aplicación facilitan la estandarización, ya que los que actualmente existen no siempre cubren las necesidades de las distintas entidades educativas. Los perfiles de aplicación utilizan el conjunto de normas para optimizar la localización de objetos. Especifican detalles para fijar, por ejemplo, información que los identifica. Ofrecen el uso de un vocabulario controlado para campos específicos, evitando así las ambigüedades. Y en algunos casos, también propone el uso de sólo un subconjunto de datos o etiquetas del estándar utilizado. De este modo se puede particularizar la forma de documentar los objetos de aprendizaje. La importancia de estos perfiles de aplicación ha llevado a IMS a trabajar en una nueva especificación denominada APG (Application Profiles Guidelines) (Baker, et al., 2005). En ella se describe qué es un perfil de aplicación, cuáles son sus ventajas y de qué forma se pueden crear. 4.2 Objetos de aprendizaje No existe una única definición de los objetos de aprendizaje. David Wiley, en su obra Connecting learning objects to instructional design theory: A definition, a metaphor, and a taxonomy, lo define como:
Objetos de aprendizaje 67 Un recurso digital que puede ser reusado para ayudar en el aprendizaje (Wiley, 2000). De acuerdo a la definición del IEEE, actualmente la más citada, los objetos de aprendizaje son: Entidades, digitales o no digitales, que pueden ser usadas para aprendizaje, educación o entrenamiento (IEEE, 2002). El centro para la excelencia en procesos de enseñanza-aprendizaje los define como: Fragmentos interactivos de e-learning, orientados a la Web y diseñados para explicar un objetivo de aprendizaje independiente (CET, 2006). Todas estas definiciones tienen en común y, de particular relevancia, que son entidades utilizadas en los procesos de enseñanza-aprendizaje. En un sentido amplio e integral, según Andrés Chiappe, se define como: ...una entidad digital, autocontenible y reutilizable, con un claro propósito educativo, constituido por al menos tres componentes internos editables: contenidos, actividades de aprendizaje y elementos de contextualización. A manera de complemento, los objetos de aprendizaje han de tener una estructura externa de información que facilite su identificación, almacenamiento y recuperación: los metadatos. (Chiappe, et al., 2007). 4.3 Metadatos Del griego meta (Rae, 2009), después de, y del latín datum (Rae, 2009), lo que se da. Sobre datos. Los metadatos, se definen como datos que describen otros datos o información que describe otra información. Cuando se comenzó a trabajar con los objetos de aprendizaje, la modularidad, bases de datos y etiquetado, pasaron a ser los elementos que ahora mismo definen los metadatos y sobre los que aún se sigue trabajando. Existen cuatro usos de los metadatos que ponen de manifiesto el valor inherente de los mismos para profesionales y organizaciones: la categorización, taxonomías, reutilización y el ensamblaje. Cada uno de ellos permite reducir costes y tiempo, facilitando una mayor eficiencia en las implementaciones. Estos usos son los siguientes: La categorización. Permite establecer elementos de clasificación, como categorías, en las cuales se organizará la información.
68 Objetos de aprendizaje Las taxonomías. Permiten la organización de categorías en grupos ordenados. Su finalidad es organizar de forma jerárquica la información en un sistema de clasificación. No sólo organiza el contenido, también la relación entre categorías. Esto permite reconocer, traducir y comprender diferentes sistemas y estructuras. Reutilización. Que los metadatos mantengan una estructura y organización aumenta la posibilidad de reutilización. Crear y categorizar una vez para posteriormente utilizarlo muchas veces, bien con la función anterior o con otra nueva. Ensamblaje. Unir y ajustar los distintos elementos o piezas de información permite crear, con distintos niveles de personalización, lo que cada profesor, alumno u organización necesita. Facilita la adaptación a los distintos usuarios de acuerdo a diversas características: perfiles, formato, idioma, localización o formas de distribución, entre otros. Los metadatos, refiriéndonos a los tags de la web, facilitan la localización de elementos digitales en las páginas web. Son fundamentales en la recuperación de información. Referidos a etiquetas aplicadas a los objetos de aprendizaje constituyen un elemento de gran valor para implementar funcionalidades de la web semántica. En este sentido, además, se pretende dar importancia al aspecto de recurso educativo abierto ya que la reutilización es una de las características más importantes de los objetos de aprendizaje. 4.3.1 Metadatos para objetos de aprendizaje. LOM (Learning Object Metadata) Los modelos de datos definen la estructura, restricciones y operaciones de los distintos elementos que conforman una entidad (Sommerville, 2005). Hacen uso de dos sublenguajes: un lenguaje de definición de datos (DDL Data Definition Language), utilizado para describir de forma abstracta las estructuras de datos y las restricciones de integridad; y un lenguaje de manipulación de datos (DML Data Manipulation Language), utilizado en las descripciones de las operaciones que manipulan datos. Además se utiliza un lenguaje de consulta o QL (Query Language). Los metadatos utilizados para definir objetos de aprendizaje, ofrecen una serie de ventajas. Entre ellas se encuentran: Usando metadatos los resultados de las consultas en buscadores son más precisos y rápidos.
Objetos de aprendizaje 69 Permiten la presentación variable de datos. Si se utilizan metadatos para indicar los detalles importantes, un programa puede seleccionar la forma de presentación más adecuada. Facilitan la compresión de datos, si en un elemento digital se pueden distinguir distintos elementos es posible comprimir cada uno de ellos de forma diferente. Del mismo modo es posible convertir estos datos de un formato a otro. Haciendo uso de metadatos, se puede indicar cómo están relacionados los datos. Por ello la representación del conocimiento los utiliza para categorizar informaciones. Los metadatos para objetos de aprendizaje son un modelo de datos que se utiliza para describirlos. Facilitan la reutilización e interacción con otros sistemas o elementos (Beck, 2008). Existen varios estándares sobre metadatos para objetos de aprendizaje. El IEEE 1484.12.1:2002 (IEEE, 2002) propone un estándar abierto e internacionalmente reconocido: LOM. Su estructura básica viene descrita por distintas categorías: General. Agrupa la información general que define al objeto de aprendizaje como un todo. Esta categoría hace uso de un grupo de etiquetas: identificador único, nombre del objeto, título, lenguaje en el que fue escrito, descripción, palabras clave, período de tiempo, estructura o nivel de agregación. Ciclo de vida. Agrupa las características relacionadas con la historia, evolución y estado actual del objeto. Entre las etiquetas que utiliza podemos encontrar: versión, estado, o entidades que han contribuido a su planteamiento y desarrollo. Meta-metadatos. Esta categoría agrupa la información sobre los metadatos del objeto. Usa las mismas etiquetas que la categoría general, pero referidas a la instancia que generó el objeto de aprendizaje. Categoría técnica. Agrupa los requerimientos y características técnicas del objeto. Usa etiquetas como formato, tamaño en bytes, localización, requerimientos técnicos, requerimientos tecnológicos o descripción del proceso de instalación. Categoría educativa. Agrupa las características educativas y pedagógicas del objeto. Describiendo características pedagógicas como tipo y nivel de interactividad, tipo de recurso de aprendizaje, densidad semántica, rol del usuario, contexto de uso, nivel académico, nivel de dificultad o período de aprendizaje.
76 Objetos de aprendizaje páginas Web, cuyos componentes: imágenes, animaciones, video, audio, o texto, entre otros, coexisten en un mismo entorno. De generación de presentaciones. Son más complejos. Presentan una alta reusabilidad intracontextual (pueden ser usados en contextos similares), y tienen un bajo nivel de reusabilidad intercontextual (en dominios diferentes al de aquellos para los cuales fueron diseñados). Elementos como applets de java o pequeñas aplicaciones flash. Se pueden emplear para crear presentaciones que serán utilizadas en consultas, instrucciones, trabajos prácticos y evaluaciones. De generación de instrucciones. Son objetos que combinan otros de tipo fundamental, combinados cerrados y de generación de presentaciones. Facilitan, por tanto, la instrucción, la realización de prácticas y la entrega. Una aplicación que contiene un documento explicativo y un vídeo sobre cómo resolver un determinado problema matemático, y que realiza varias propuestas de ejercicios similares, es un ejemplo de este tipo de objetos de aprendizaje. El alumno debe interactuar con la aplicación para resolver los ejercicios propuestos y la aplicación guardará los resultados y mostrará al alumno los resultados correctos. 4.5.2 Taxonomía propuesta por ASTD Como ya hemos descrito, esta taxonomía está basada en la caracterización de los objetos considerando su uso en el área pedagógica. Los tipos de objetos de aprendizaje que propone ASTD y SmartForce son: De instrucción Se utilizan como apoyo al aprendizaje. Con su uso el papel del estudiante es pasivo. Se clasifican en seis tipos: Lecciones, combinan textos, imágenes, animaciones o vídeos, planteando ejercicios que se pueden realizar de forma interactiva. Workshops, se plantean como actividades de aprendizaje en las que el profesor interactúa con los alumnos realizando demostraciones y planteando trabajos prácticos. Seminarios, son exposiciones en las que un profesor o experto en una materia expone a los alumnos un tema y seguidamente se plantean preguntas o debates al respecto.
Objetos de aprendizaje 77 Artículos, son textos en los que se expone material de investigación, su planteamiento, desarrollo y resultados. White papers, similares a los artículos, se caracterizan por exponer material de investigación de mayor complejidad. Casos de estudio, textos que exponen análisis en profundidad sobre métodos de desarrollo, puesta en marcha y productos. De colaboración Se utilizan en entornos de aprendizaje y trabajo colaborativo. Se clasifican en cuatro tipos: Monitores de ejercicios, en los que un guía facilita el trabajo en las tareas a los alumnos. Chats, utilizados para intercambio de mensajes de forma sincronizada. Foros, utilizados para establecer discusiones de forma asíncrona. Reuniones on-line, utilizados para establecer comunicación e intercambio de documentación en tiempo real. De práctica Se utilizan principalmente en auto aprendizaje. Ofrecen, por tanto, un alto nivel de interacción. Se clasifican en ocho tipos: Juegos de rol, en los que el estudiante debe construir y probar su conocimiento y habilidades interactuando con la simulación de una situación real. Simulación de software, empleados para la práctica de tareas realizadas por aplicaciones software. Simulación de hardware, empleados para la práctica de tareas realizadas en el área del hardware. Simulación de código, permite realizar prácticas de tareas propias del desarrollo de software. Conceptuales o ejercicios interactivos, permiten la realización de trabajos prácticos de forma interactiva. Simulaciones de modelos de negocio, simulan situaciones relacionadas con áreas de negocio permitiendo a los estudiantes la toma de decisiones y el control de un rango de variables que administran las situaciones simuladas.
78 Objetos de aprendizaje Laboratorios on-line, facilitan la enseñanza de ciencias básicas. Proyectos de investigación, son los creados para estudiantes de áreas más específicas que necesitan desarrollar habilidades de investigación y análisis. De evaluación Se utilizan para conocer el nivel de los alumnos. Se clasifican en cuatro tipos: De pre-evaluación, utilizados antes de comenzar con el proceso de aprendizaje para medir el nivel de conocimiento. De proficiencia 7 , utilizados para medir si un alumno ha captado contenidos que permitan deducir una o varias habilidades. Test de rendimiento, utilizados para medir las habilidades de un alumno con respecto a áreas y tareas muy específicas. Pre-test de certificación, utilizados en modo estudio y certificación, el primero con la finalidad de obtener el máximo aprendizaje y el segundo para obtener resultados académicos. Desde los dos puntos de vista expuestos, ambas clasificaciones se complementan y en ambas se pueden establecer niveles. Establecer una jerarquía ayuda no sólo a una clasificación más completa o a determinar métodos óptimos de búsqueda de recursos, también a facilitar el orden de los objetos de aprendizaje con respecto a los niveles de conocimiento que los alumnos deben adquirir. 4.5.3 Otras taxonomías Taxonomía de Bloom En el ámbito de la enseñanza-aprendizaje existen otras clasificaciones que son importantes y que guardan una estrecha relación con los contenidos docentes y, por tanto, con los objetos de aprendizaje. Un claro ejemplo es la taxonomía de Bloom (Bloom, 1956), que clasifica los diferentes objetivos y habilidades que los educadores pueden proponer a sus estudiantes. Es una clasificación jerárquica, que asume que el aprendizaje a niveles superiores depende de la adquisición de conocimiento y habilidades de niveles inferiores. Esta clasificación propone tres áreas de actuación: afectiva, psicomotora y cognitiva. Y para cada 7 Aunque la palabra proficiencia no se encuentra en el diccionario de la Real Academia de la Lengua, se ha incluido respetando las traducciones realizadas de las referencias utilizadas.
Objetos de aprendizaje 79 una de ellas una serie de niveles. Los verbos sugeridos en cada nivel (Revisión de Bloom, Anderson, 2000) (Revisión de Bloom, Churches, 2008) permiten determinar con mayor facilidad los conocimientos y habilidades que el alumno debe adquirir en cada área y en cada nivel. Revisiones de la taxonomía de Bloom Revisión 2000. En los años 90, Lorin Anderson, un antiguo estudiante de Bloom y David R. Krathwohl, revisaron la taxonomía propuesta por Bloom y la publicaron en diciembre de 2000 (Anderson & Krathwohl, 2001). Los aspectos importantes de esta revisión fueron: el cambio de sustantivos de la propuesta original a verbos para significar las acciones correspondientes a cada categoría; considerar la síntesis con un criterio más amplio y relacionarla con crear (toda síntesis en sí misma es una creación); modificar la secuencia en que se presentan las categorías del nivel cognitivo. Corresponderían a las siguientes en orden ascendente y de orden inferior a superior: recordar, comprender, aplicar, analizar, evaluar y crear. Revisión 2008. Desde 1956, la taxonomía de Bloom aún sigue siendo para los educadores una herramienta fundamental para establecer en las diferentes asignaturas objetivos de aprendizaje. La revisión realizada en 2000 por Anderson fue actualizada en 2008 por Andrew Churches, y en esta considera las nuevas propuestas y realidades de la tecnología digital. En esta revisión, cada categoría se complementa con verbos y herramientas del mundo digital que hacen posible el desarrollo de habilidades para recordar, comprender, aplicar, analizar, evaluar y crear. La figura 4.2 muestra la comparación de los niveles de la dimensión cognitiva original con los niveles propuestos para esta dimensión por las dos revisiones. Figura 4.2. Comparación de las revisiones de Bloom. (Anderson, 2000) (Churches, 2008) Comparación para la dimensión cognitiva.
80 Objetos de aprendizaje Dimensión afectiva Estudia las habilidades empáticas de las personas, la formación de la conciencia y crecimiento en actitudes positivas, manejo de emociones y expresión de sentimiento. Establece cinco niveles: Recepción o toma de conciencia. El estudiante presta atención de forma pasiva a lo que ocurre a su alrededor para posteriormente procesar dicha información. Verbos sugeridos (revisión 2000): preguntar, describir, elegir o seguir. Respuesta. El estudiante participa activamente en el proceso de aprendizaje. No sólo interpreta una actitud o un valor sino que responde al mismo. Verbos sugeridos (revisión 2000): contestar, cumplir, discutir, actuar, informar, ayudar o investigar. Valoración. El estudiante valora recursos, procesos e información. No sólo acepta, sino que establece un compromiso hacia los valores y actitudes. Verbos sugeridos (revisión 2000): completar, demostrar, diferenciar, unir, justificar, reportar, compartir o colaborar. Organización. El estudiante agrupa, relaciona y sintetiza información y la coloca dentro de su esquema creando así su propia estructura de conocimiento. Verbos sugeridos (revisión 2000): comparar, explicar, defender, formular, modificar, preparar o integrar. Caracterización. El estudiante tiene en cuenta sus valores y creencias para dar características a su comportamiento. Su conducta es predecible y coherente con sus valores. Verbos sugeridos (revisión 2000): discriminar, modificar, proponer, resolver o verificar. Dimensión psicomotora En ella se analizan las habilidades para manejar herramientas e instrumentos. Establece los siguientes niveles: Percepción. El estudiante reconoce la composición física y ambiental de su entorno. Esta se considera la fase pasiva del aprendizaje psicomotor. Verbos sugeridos (revisión 2000): escoger, detectar, identificar o seleccionar.
Objetos de aprendizaje 81 Disposición. El estudiante interactúa con diferentes herramientas e instrumentos en contextos determinados. Verbos sugeridos (revisión 2000): iniciar, mover, proceder, establecer o demostrar. Respuesta dirigida. El estudiante responde a estímulos o situaciones determinadas. Verbos sugeridos (revisión 2000): copiar, trazar, seguir, reproducir, responder o reaccionar. Respuesta automática. El estudiante conoce las posibles respuestas ante una situación y las pone en práctica para aumentar su precisión y velocidad. Verbos sugeridos (revisión 2000): calibrar, ensamblar, acelerar, componer, manejar, organizar, diseñar o bosquejar. Ejecución consciente / adaptación. El estudiante conoce y ha perfeccionado las respuestas ante una situación y elige, de acuerdo a los criterios que considere adecuados, cuándo y cómo llevarlas a cabo. Verbos sugeridos (revisión 2000): Adaptar, alterar, reorganizar, revisar o variar. Creación. El estudiante crea nuevos patrones de acción de acuerdo a las necesidades que se le plantean. Verbos sugeridos (revisión 2000): arreglar, recrear, iniciar o combinar. Dimensión cognitiva En la que se piensa. Sus objetivos son el conocimiento y la comprensión de las materias a estudiar. Establece los siguientes niveles: Conocimiento. Se refiere a recordar información que se ha aprendido previamente. Supone conocimientos de hechos específicos, formas y medios de una materia determinada. Palabras indicadoras: define, lista, rotula, nombra, identifica, repite, quién, qué, cuándo, dónde, cuenta, describe, recoge, examina, tabula o cita. Verbos sugeridos (revisión 2000): definir, describir, nombrar, identificar, indicar o mencionar. Recordar. Verbos sugeridos (revisión 2008): utilizar viñetas (bullet pointing), resaltar, marcar (bookmarking), participar en redes sociales (social bookmarking), marcar sitios favoritos (favouriting/local bookmarking), buscar o realizar búsquedas en Google (googling). Comprensión. Se refiere a entender lo que se ha aprendido. Captar el sentido directo de la información que se comunica, procesos, metodologías o productos. Palabras indicadoras: predice, asocia, estima, diferencia, extiende, resume, describe, interpreta,
82 Objetos de aprendizaje discute, contrasta, distingue, explica, parafrasea, ilustra o compara. Verbos sugeridos (revisión 2000): traducir, resumir, expresar o debatir. Verbos sugeridos (revisión 2008): hacer búsquedas avanzadas, hacer búsquedas booleanas, hacer periodismo en formato de blog (blog journalism), usar Twitter (Twittering), categorizar, etiquetar, comentar, anotar o suscribir. Aplicación. Se refiere a seleccionar, transferir y utilizar datos, conocimiento y leyes para resolver un problema o tarea. Palabras indicadoras: aplica, demuestra, completa, ilustra, muestra, examina, modifica, relata, cambia, clasifica, experimenta, descubre, usa, computa, resuelve, construye o calcula. Verbos sugeridos (revisión 2000): demostrar, practicar, emplear, aplicar, operar o utilizar. Verbos sugeridos (revisión 2008): ejecutar, cargar, jugar, operar, hackear (hacking), subir archivos a un servidor (uploads), compartir o editar. Análisis. Se refiere a distinguir, clasificar y relacionar evidencias o estructuras. Descomponer un todo en partes y examinarlas para desarrollar conclusiones. Palabras indicadoras: ordena, explica, conecta, pide, compara, selecciona, explica, infiere, arregla, clasifica, analiza, categoriza, compara, contrasta o separa. Verbos sugeridos (revisión 2000): diferenciar, distinguir, discriminar, contrastar, analizar, inferir o deducir. Verbos sugeridos (revisión 2008): recombinar, enlazar, validar, hacer ingeniería inversa (reverse engineering), cracking, recopilar información de medios (media clipping), o construir mapas mentales. Síntesis. Se refiere a crear, integrar y combinar criterios y elementos para realizar nuevas propuestas sobre cómo solucionar problemas. Comprobar la unión de los elementos que conforman un todo. Palabras indicadoras: combina, integra, reordena, sustituye, planea, crea, diseña, inventa, ¿qué pasa si?, prepara, generaliza, compone, modifica, plantea hipótesis, desarrolla, formula o reescribe. Verbos sugeridos (revisión 2000): organizar, construir, reconstruir, proponer, ordenar o reordenar. Verbos sugeridos (revisión 2008): programar, filmar, animar, comentar en un blog (bloggear), video blogging, mezclar, remezclar, participar en un wiki (wi-king), publicar (videocasting, podcasting) dirigir o transmitir. Evaluación. Se refiere a realizar valoraciones y obtener conclusiones con respecto a procesos, productos o soluciones aplicadas a problemas. Implica una actitud crítica ante los hechos. Palabras indicadoras: decide, establece grados, prueba, mide, recomienda, juzga, explica, compara, suma, valora, critica, justifica, discrimina,
Objetos de aprendizaje 83 apoya, convence, concluye, selecciona, establece rangos, predice o argumenta. Verbos sugeridos (revisión 2000): juzgar, evaluar, apreciar o valorar. Verbos sugeridos (revisión 2008): comentar en un blog (bloggear), revisar, publicar, moderar, colaborar, participar en redes (networking), reelaborar o probar. Cada uno de los niveles descritos se puede implementar en los objetos de aprendizaje. Establecer el conjunto de conocimientos, habilidades y destrezas a adquirir por parte del estudiante al hacer uso de cada objeto queda, de esta forma, documentado. En los metadatos del estándar LOM, esto se puede conseguir indicando en la categoría clasificación, la clasificación utilizada. Una de las ventajas más importantes de este estándar es que es abierto y modular. Por tanto, la inclusión de nuevas clases, no sólo es relativamente fácil de llevar a cabo sino que ofrece una total integración de categorías y etiquetas en el sistema. En este trabajo de tesis se propone un modelo de integración para una nueva categoría, un claro ejemplo de cómo el estándar puede crecer de forma modular. En las últimas décadas se han planteado y desarrollado estudios sobre cómo introducir las competencias en el ámbito educativo, sin embargo, no se contempla etiquetar las distintas clasificaciones que se han estudiado. 4.6 Competencias Aunque no son un término nuevo en la educación, su estudio comenzó en décadas anteriores. La definición que la Ley Orgánica de Educación (Loe, 2006) hace de las competencias supone replantear algunos aspectos pedagógicos. De saber, a saber hacer. De aprender, a aprender a aprender. Podemos definirlas como: Las capacidades que se deben adquirir para poner en práctica conocimientos y habilidades, establecer criterios, métodos y técnicas para resolver problemas y realizar actividades en cualquier ámbito de modo eficaz. Una persona es competente cuando demuestra tener aptitud para hacer algo. Tras la etapa académica los alumnos deben poder lograr su realización personal, ejercer la ciudadanía activa, y ser capaces de desarrollar un aprendizaje permanente a lo largo de su vida profesional (Vázquez-Reina, 2008). Actualmente, las competencias se entienden como
84 Objetos de aprendizaje actuaciones integrales para identificar, interpretar, argumentar y resolver problemas del contexto con idoneidad y ética, integrando el saber ser, el saber hacer y el saber conocer (Tobón, et al., 2010) Existen distintos tipos de competencias ampliamente documentados en la literatura (Paipa, et al., 2010). Un conjunto de tipos que abarca distintos niveles es el siguiente: Competencias básicas o genéricas. Construidas y desarrolladas según las estructuras mentales de los individuos, se utilizan para interactuar con el entorno social, resolviendo problemas no vistos anteriormente (MEC, 2005). Competencias ciudadanas. Son aquellas habilidades cognitivas, emocionales y comunicativas, que unidas a conocimientos y actitudes, hacen posible que el ciudadano actúe de manera constructiva en una sociedad democrática (Escudero, 2006). Competencias laborales. De acuerdo a las cuales, los individuos desempeñan una función productiva en ámbitos laborales haciendo uso de diferentes recursos. Su finalidad es asegurar la calidad en el logro de los resultados (Rodríguez, 2006). Competencias transversales. También llamadas cruzadas, son las que se utilizan en todas o en más de un área profesional. Son genéricas y comunes a la mayoría de las profesiones. Integran habilidades, rasgos de personalidad, conocimiento y valores. (Rey, 1996) Las clasificaciones realizadas sobre las competencias más referenciadas atienden a las propuestas realizas por Echeverría, (Echeverría, 2004), y el estándar IEEE. También UNESCO ha realizado una propuesta basada en las TIC. 4.6.1 Clasificación propuesta por Echevarría La primera, recogida en el capítulo siete, Formación e inserción profesional, del libro Temas fundamentales en la investigación educativa, propone cuatro tipos (Echeverría, 2004): Competencia técnica, conocimientos y destrezas en el entorno laboral. (Saber) Competencia metodológica, aplicación de los procedimientos y metodologías adecuadas a cada problema. Establecimiento de soluciones y transferencia de la experiencia adquirida de unas situaciones a otras. (Saber hacer)
Objetos de aprendizaje 85 Competencia participativa, colaboración con personas de distinto perfil profesional fomentando la comunicación constructiva y el trabajo multidisciplinar. (Saber estar) Competencia personal, formar parte del entorno laboral organizando, tomando decisiones y aceptando responsabilidades. (Saber ser) 4.6.2 Clasificación basada en la propuesta del EEES En el proyecto denominado The Tuning Educational Structures in Europa Project (Europa Project, 2002) se define la competencia desde una perspectiva integrada, como lo que una persona es capaz o competente de ejecutar, el grado de preparación, suficiencia y/o responsabilidad para ciertas tareas. A partir de aquí, se definieron los tipos de competencias que posteriormente se desarrollaron en los libros blancos de cada titulación. La propuesta realizada por el EEES (Espacio Europeo de Educación Superior), distingue: Las competencias transversales, propias del diseño de la titulación. Y las competencias específicas, que exponen de forma explícita los resultados de aprendizaje de la asignatura, es decir, están relacionadas con disciplinas concretas. TRA,SVERSALES Competencias instrumentales. Trabajan el uso de herramientas para el aprendizaje y la formación. Técnicas de aprendizaje autónomo. Análisis y síntesis. Organización y planificación. Resolución de problemas. Toma de decisiones. Habilidades formativas básicas. Comunicación oral y escrita. Conocimientos de lenguas extranjeras.
92 Objetos de aprendizaje establece la Unión Europea y las normas de protección de datos de salud estadounidenses (HIPAAA rules). La privacidad de los datos es, por tanto, un aspecto muy importante a considerar cuando se aplica este tipo de técnicas. Siempre se debe tener en cuenta que un continuo proceso de seguimiento a la información consultada y datos académicos puede ser visto, por parte de los usuarios como una amenaza a su privacidad. Es necesario que los usuarios del sistema conozcan la existencia de ese seguimiento y cuáles son los fines para los cuales se recaba dicha información. La extracción de información de los patrones de navegación o de las variables que guardan información académica no debe verse como una intrusión a la privacidad, sino como un medio de personalización del proceso de enseñanza-aprendizaje. Es importante destacar, en este punto, que la formalización propuesta no persigue una individualización completa de todo el proceso, sino sentar las bases para establecer un marco en el que esta personalización atiende a las características del alumno. Considerando que diversos estudiantes pueden compartir puntos de inicio y final, objetivos, necesidades y recursos. La asistencia personalizada forma parte de un concepto denominado sistemas tutores inteligentes: ITS, (Intelligent Tutoring Systems) o ICAI, (Intelligent Computer Aided Instruction). Durante más de tres décadas investigadores en educación, psicología e inteligencia artificial han trabajado en este tipo de proyectos (Ong & Ramachandran, 2006). Desde sistemas de apoyo a estudiantes de secundaria hasta entrenamiento militar, hoy día la tecnología facilita la construcción de tutores. 4.7.3 Sistemas expertos Un sistema experto es una aplicación software que resuelve problemas complejos. Para ello, simula el razonamiento humano aplicando conocimiento específico. Es decir, hace uso del conocimiento para resolver problemas que normalmente requieren de la inteligencia humana (Turban & Arsonson, 2001). Los sistemas expertos pueden ser principalmente de uno de estos tres tipos: Basados en casos. Considerando que un caso es una unidad de conocimiento que corresponde a un contexto determinado, que representa una experiencia para enseñar una lección fundamental sobre cómo alcanzar los objetivos del razonamiento (Kolodner, 1993). Este tipo de sistemas basa su funcionamiento en experiencias ya vividas, por el propio sistema
Objetos de aprendizaje 93 o por el experto, y a partir de ese conocimiento realiza una asociación con esas experiencias para ofrecer una solución. Basados en redes bayesianas. Las redes bayesianas son un modelo probabilístico multivariable. Relacionan un conjunto de variables aleatorias mediante un grafo dirigido que indica influencia causal de forma explícita. Se basan en el Teorema de Bayes, que expresa la probabilidad condicional de un evento aleatorio A dado B en términos de la distribución de probabilidad condicional del evento B dado A y la distribución de probabilidad marginal de sólo A. Basados en reglas previamente establecidas. El conocimiento de los expertos se representa por medio de datos o reglas. Estas reglas son las que se utilizan en el proceso de inferencia. Los sistemas basados en reglas trabajan aplicándolas, comparando resultados y aplicando nuevamente reglas basadas en la situación modificada. Se puede realizar de dos formas diferentes: desarrollando el proceso desde las evidencias hasta los objetivos, o en orden inverso, desde el objetivo hasta el conjunto de evidencias. Sistemas basados en reglas Desde los años ochenta los sistemas expertos basados en reglas, debido a su capacidad para combinar información y reglas de actuación, se perfilan como una de las mejores soluciones para el tratamiento y recuperación de información. Para generar información no explícita, razonando con los elementos que se le dan. Pueden, por tanto, ayudar a los usuarios en la selección de recursos o en la toma de decisiones. Pueden actuar como intermediarios inteligentes que guían y apoyan el trabajo del usuario. Los sistemas basados en reglas son sistemas óptimos para personalizar los procesos de aprendizaje. Profundizando en su estudio encontramos los sistemas basados en lógica difusa, diseñados e implementados como herramientas instruccionales, que combinan la lógica difusa con conceptos de inteligencia artificial (Turban & Arsonson, 2001) 4.7.4 Lógica difusa Planteada por primera vez a mediados de los años sesenta por el ingeniero Lofty A. Zadeh, en la universidad de Berkley, la lógica difusa es una de las disciplinas matemáticas con mayor número de seguidores. Es la lógica que utiliza expresiones no precisas. Las expresiones que se evalúan pueden tomar un valor cualquiera dentro de un conjunto que oscila entre dos
94 Objetos de aprendizaje extremos. Zadeh la planteó como una forma de trabajar con información permitiendo que esta pertenezca de forma parcial a conjuntos denominados Difusos “Fuzzy sets” (Zadeh, 1965). En Inteligencia artificial la lógica difusa se utiliza para la resolución de una amplia variedad de sistemas complejos y de decisión. Es, por lo tanto, una potente herramienta en el campo del eLearning, que permite personalizar los procesos de enseñanza – aprendizaje (Koyama, et al., 2001). Mediante la definición de un sistema de reglas difusas se evalúan datos de etapas anteriores, el punto dentro de la ruta donde se encuentra el usuario y se dan pautas para la consecución del objetivo establecido. Es decir, de dónde venimos, dónde estamos y dónde queremos llegar. Un sistema basado en reglas difusas (SBRD) que se implementa como herramienta de instrucción. En este sistema la capacidad de la lógica difusa se combina con conceptos de inteligencia artificial para la producción de un paquete educacional inteligente: un tutor inteligente (Al-Aubidy & Gaed, 1998). 4.7.5 Constructor de rutas de aprendizaje Los aspectos descritos en este capítulo y las propuestas realizadas, facilitan la implementación de rutas de aprendizaje, de procesos de enseñanza personalizados. Partiendo del diseño de una colección de reglas con un conjunto de datos de entrada se puede realizar el proceso de toma de decisión y ofrecer una o varias propuestas de seguimiento. Para la extracción de conocimiento se hará uso de técnicas de minería de datos sobre los metadatos y el gran volumen de información almacenado en el sistema. El conjunto de reglas puede ser establecido por el profesorado. Un estudio realizado más en profundidad puede derivar en un editor de reglas que haga uso de técnicas de inteligencia artificial para la creación de tutores inteligentes. Esto ofrece aún más independencia al profesorado, que podrá introducir un conjunto de reglas en el sistema y crear su propio tutor inteligente. En el ámbito del e-learning cobran gran importancia elementos como los objetos de aprendizaje que en las últimas décadas han sido ampliamente utilizados y estudiados. A partir de ellos se pueden seguir distintas líneas de investigación en cuanto a la enseñanzaaprendizaje, aunque el principal interés de este estudio ha sido mostrar cómo se les puede dar forma en proyectos educativos.
Objetos de aprendizaje 95 Cada uno de los elementos desarrollados, tanto de estudio, estructurales o de contenido ha mantenido no sólo las características expuestas en esta amplia revisión, también las nuevas propuestas realizadas. Todos ellos se han desarrollado en el marco de los proyectos educativos PROMETEO e IESCampus.
96 Objetos de aprendizaje Figura 4.1. Learning Object Metadata.(Versión traducida). Ampliación. Representación de la jerarquía de elementos de metadatos para objetos de aprendizaje. LOM. Traducción de la representación LOM de IEEE (IEEE, 2002).
Objetos de aprendizaje 97 Figura 4.4. LOM con la categoría competencias. Ampliación. Representación de la jerarquía de elementos de metadatos para objetos de aprendizaje LOM que incluye la categoría número 10, competencias.
Capítulo 5 5. Proyectos 5.1 Investigación Son muchos y diversos los proyectos educativos desarrollados en los últimos años que hacen uso de las nuevas tecnologías. Para realizar la investigación de esta tesis, todas las propuestas que se han documentado, con respecto a los modelos, metodologías u objetos de aprendizaje, se han basado en las observaciones y mediciones llevadas a cabo en los dos proyectos educativos desarrollados. PROMETEO e IESCampus son iniciativas innovadoras en las que, desde su planteamiento inicial, ofrecen nuevas herramientas educativas desarrolladas desde las posibilidades que ofrecen las TIC (Afonso, et al., 2009). Inicialmente se planteó PROMETEO para el ámbito universitario. Comenzando con un equipo de investigadores del Instituto Universitario SIANI, que realizaron los estudios iniciales: documentación, viabilidad, y puesta en marcha. Primero, estudiando contenidos multimedia, su forma de desarrollarlos y las tecnologías más adecuadas para estos desarrollos; luego estudiando distintos paradigmas de ingeniería del software, estándares de calidad y tipos de documentación; finalmente desarrollando pequeñas pruebas de objetos de aprendizaje, tanto de naturaleza multimedia como software para tomar medidas y realizar observaciones. Posteriormente, con la finalidad de ampliar el campo de observación y experimentación; permitiendo, así mismo, ver de qué forma la metodología se podía adaptar a otros proyectos educativos, se desarrolló IESCampus para el ámbito de la enseñanza secundaria. Ambos son desarrollos integrales que se han puesto en producción en varias ediciones. Dado este alcance, la observación y mediciones se han establecido a distintos niveles escalando algunas de ellas sólo en los aspectos en los que se ha considerado necesario. Se han
100 Proyectos elaborado varios estudios en los cuales se determina la influencia de una serie de parámetros. Parámetros técnicos, como las tecnologías empleadas; metodológicos, como la temporización o tamaño de prototipos; o parámetros con una visión pedagógica, como los obtenidos en el estudio de los proyectos docentes de las asignaturas. Este trabajo, pretende contribuir a las crecientes investigaciones que en los últimos años se vienen realizando en e-Learning. En concreto, sobre la visión global que se puede dar a este tipo de proyectos y la forma de delimitar el área de trabajo. Por otra parte, en el transcurso de los mismos uno de los objetivos de mayor peso ha sido enfocar cada desarrollo y material obtenido al perfil del estudiante actual, teniendo en alta consideración sus características, intereses y forma de asimilar la información. También hacia el perfil del profesorado que ahora cuenta con una mayor variedad y número de recursos para impartir docencia. 5.2 Proyecto PROMETEO El proyecto PROMETEO es una propuesta del Vicerrectorado de Calidad e Innovación Educativa de la ULPGC con el objeto de ofrecer al profesorado un servicio de creación de contenidos educativos y su posterior administración haciendo uso de un innovador sistema de gestión del aprendizaje. Por un lado, el desarrollo de contenidos educativos, lo cual requiere un alto nivel de conocimiento tecnológico, tanto para la elaboración de material docente multimedia como para la creación de aplicaciones interactivas. Por otro lado, el desarrollo de un sistema de gestión del aprendizaje, una completa plataforma e-Learning que facilitará tanto a profesores como a alumnos sus nuevos roles de acuerdo a la propuesta del EEES. Este nuevo sistema de gestión del aprendizaje contempla aspectos como las características multimedia e interactivas de los objetos de aprendizaje creados. Con este proyecto, se pretende innovar en el ámbito de la docencia con nuevas soluciones basadas en el conocimiento. Un equipo multidisciplinar, en el cual se integrarán los docentes que soliciten su participación, se encargará de la parte documental y técnica de los desarrollos. El uso de la metodología propuesta, permitirá observar el proyecto en su conjunto, analizar riesgos y tomar decisiones. Finalmente el uso de estos contenidos también se estudiará con distintos fines, desde estudios académicos, hasta estudios de satisfacción, incluyendo un conjunto de medidas a considerar para realizar nuevas investigaciones. Estas investigaciones pueden variar desde aspectos sociales hasta nuevos estándares de creación de contenidos.
Proyectos 101 5.2.1 Objetivos Desde el SIANI, se realizó un primer planteamiento y, tras éste, comenzó la puesta en marcha del proyecto. El objetivo principal en su primera etapa, el proyecto demo, fue el estudio de la viabilidad del mismo y medir todos aquellos factores relevantes para establecer parámetros en etapas posteriores. De acuerdo a estas medidas, se tomaron decisiones sobre el equipo de trabajo, recursos materiales, software, metodologías y tecnologías a emplear y el volumen de tareas que se podía ejecutar. Posteriormente, el objetivo se ha enfocado en extender el uso de su servicio a diversas actividades docentes, aprovechando todas las implicaciones del desarrollo de contenidos, su implantación y la evaluación de su impacto en el proceso de aprendizaje de los estudiantes. Del mismo modo, facilitar herramientas que ayuden a enfrentar los nuevos retos de los procesos educativos planteados por el EEES. Este importante cambio precisa de una transformación metodológica de la realidad educativa y las TIC, como ya hemos visto, son un elemento que posibilita este cambio. Para los diversos módulos que se han ido elaborando dentro del marco del proyecto, se ha trabajado en un conjunto de objetivos. Éstos, específicos a cada uno de ellos, han servido de guía para estructurar el trabajo que posteriormente se ha desarrollado. El conjunto de objetivos que se ha planteado atiende principalmente a la expansión del campo de actuación: Incrementar el número de asignaturas que participan. Ya que con un mayor número y variedad de contenidos docentes se incrementan las posibilidades de experimentar nuevas formas de desarrollo y nuevas herramientas. Así como trabajar más en profundidad en la extensibilidad del proyecto. Crear nuevas líneas de materiales transversales, potenciando así contenidos para un mayor número de perfiles de estudiantes, desde el ámbito preuniversitario hasta profesionales ya integrados en el mundo laboral. Del mismo modo, temas de demostración para alumnos que puedan estar interesados en la oferta universitaria. Ampliar las funcionalidades y herramientas de la plataforma web. Siempre de acuerdo a las necesidades del profesorado y con las consideraciones de los estándares estudiados para su integración en otras plataformas.
108 Proyectos una alta relación con el material a evaluar, aunque lo más adecuado será crear plantillas y aplicarlas individualmente. La figura 5.2 muestra la metodología seguida para el desarrollo de contenidos audiovisuales. Generalmente, la línea temporal se mide en semanas y los parámetros estimación y retraso son medidos en días. Figura 5.2 Metodología de creación de contenidos audiovisuales. Estas etapas, seguidas en cada módulo del proyecto, son similares a las utilizadas en ingeniería del software. Se basan en el modelo tradicional, o modelo en cascada, en el cual cada fase comienza una vez que la anterior termina. Para cada asignatura se establece un conjunto fijo de requerimientos y definiciones, aunque todo el equipo de desarrollo tiene en cuenta desde su comienzo que los cambios no sólo son inevitables sino también deseables. Aplicaciones interactivas Las aplicaciones software se desarrollan con la finalidad de que los alumnos interactúen con ellas. De esta forma el estudiante puede crear un modelo mental de funcionamiento del objeto de estudio. El proceso de aprendizaje, en este caso, no viene simplemente de leer y memorizar un concepto sino de manipular y entender el comportamiento de las herramientas que los simulan.
Proyectos 109 En el proceso de creación, como ocurre con los contenidos audiovisuales, es fundamental el papel que juega el profesor para cuya asignatura se desarrollará la aplicación, son imprescindibles sus opiniones y preferencias. Etapas del proceso: Planificación. Se estructura la agenda para ejecutar el primer ciclo del proceso. Profesores y equipo de desarrollo establecen reuniones para determinar los requerimientos de las aplicaciones. Análisis. Haciendo uso de la información obtenida en las primeras reuniones, los analistas-programadores trabajan en el análisis para el primer prototipo, documentando los requerimientos de usuarios y del software. El director técnico de grabación prepara el material en aquellos casos en los que se requiere la elaboración de elementos multimedia. Grabaciones. Se realizan sólo en aquellos casos en los que la aplicación va acompañada de material audiovisual. A continuación le sigue una etapa de postproducción como la anteriormente detallada. Desarrollo del prototipo. Haciendo uso de la documentación de fases previas, los programadores editan el código de programación, implementando todas las especificaciones, modelos y diseños creados en las tareas de análisis. Test. Se realizan pruebas unitarias y posteriormente el prototipo es accesible a través de Internet para los profesores, para que comprueben el material y realicen los comentarios que consideren. Documentación. Todos los documentos generados se almacenan. Por un lado, los documentos relacionados con la implementación, por otro, la documentación sobre las grabaciones. El objetivo es hacer más fácil el mantenimiento de nuevas versiones. Seguimiento. El prototipo debe presentar todas las características definidas en las etapas previas. En esta fase estas características son comprobadas por el profesorado. En caso de nuevos requerimientos por su parte se documentan, para preparar un segundo ciclo. Planificación. Se estructura la agenda para ejecutar el segundo ciclo del proceso. Estas dos últimas etapas pueden hacer el proceso cíclico. Las fases seguidas en las etapas de desarrollo son similares a las utilizadas en ingeniería del software. Se basan en los modelos de prototipado y desarrollo en espiral. Son modelos evolutivos que comienzan con la exposición general de requerimientos y objetivos cuya definición se hace más específica después de la primera versión del prototipo. De la experiencia adquirida en este proyecto podemos destacar dos puntos:
110 Proyectos Las aplicaciones generalmente son lo suficientemente pequeñas como para obtener el resultado final con un solo prototipo, es decir, la ejecución de un sólo ciclo. De esta forma se pueden salvar algunas de las desventajas de esta aproximación, como las posibles expectativas del cliente o la toma de decisiones poco acertada. En todas las convocatorias realizadas hasta el momento no se han desarrollado aplicaciones interactivas con contenido audiovisual, aunque en la metodología se contempla esta fase. Sí es bastante común editar vídeos en los que en alguna parte de los mismos se hace uso de aplicaciones interactivas. Esta unión se trabaja en la fase de postproducción del material, en la creación de material audiovisual. La figura 5.3 muestra la metodología seguida para el desarrollo de aplicaciones interactivas. Figura 5.3 Metodología de desarrollo de aplicaciones interactivas. En las fases detalladas del proyecto se sigue la propuesta realizada en este trabajo de tesis, pero con cierta flexibilidad ya que se ha adaptado a los recursos de los cuales se dispone. Un claro ejemplo son los perfiles profesionales, sólo hay un director, que en la mayoría de los casos hace las veces de productor y supervisa las tareas de cada fase. También se ha optado por separar la creación de material multimedia y el software, de hecho, cada una de ellas aunque pertenecientes a una agenda común se desarrolla con ciclos de vida diferentes. Ambos procesos se pueden realizar en paralelo.
Proyectos 111 Con respecto a los contenidos software, la documentación de los desarrollos se completa con diagramas del proceso unificado. De los diagramas de estructura se han utilizado los de clases, objetos, componentes y desarrollo. De los diagramas de comportamiento, el de actividad. De los diagramas de interacción, el de secuencia. Este subconjunto fue seleccionado en la fase de descripción del proyecto de acuerdo a criterios de agilidad. La selección es una muestra con la cual se documentan los componentes, sus relaciones y la secuenciación que se establece entre ellos. En cuanto a los contenidos multimedia, la documentación se realiza de acuerdo a un modelo de sistema de producción multimedia que sigue la estructura de nombres y directorios especificada en un Documento Técnico de Edición. Ver Anexo III. Sección del Documento Técnico de Edición. Definido por el equipo técnico en la primera fase, facilita la documentación de procesos técnicos, formato de nombres, descripciones, alias, acceso a datos, o estructura de directorios. Los protocolos empleados para procedimientos que van desde el tratamiento del material hasta las copias de seguridad siguen un conjunto de especificaciones, también recogidas en un documento formal denominado Documento Técnico de Procesos. Este documento incluye la forma de actuar ante los procedimientos específicos establecidos al comienzo del proyecto. Definido por el equipo técnico en la primera fase, su estructura de reglas a seguir facilita el orden en la actuación de cada profesional, agiliza procesos y disminuye errores. 5.2.4 Características La innovación ha sido una de las máximas del proyecto desde su comienzo. Tras el estudio de distintos proyectos e-learning existentes al momento de arrancar el mismo, se plantearon las características que lo dotan con nuevas capacidades y gran atractivo como objeto de estudio. Lo que diferencia a estos proyectos de los que actualmente se emplean en los centros de enseñanza. Sistema de gestión del aprendizaje multimedia La principal diferencia se centra en la administración de los recursos del sistema y el tratamiento de la información, desde un punto de vista que permitirá incorporar características propias de la Web 3.0.
112 Proyectos Entre las características que marcan la diferencia se encuentran el streaming 8 de vídeo interactivo, para las clases grabadas en formato multimedia y su control así como el uso de aplicaciones interactivas disponibles a través de la web. En ambas, los datos de uso se almacenan con la finalidad de aplicar técnicas de minería de datos para estudiar la incorporación de agentes inteligentes. Estos servicios permiten a los profesores no sólo la configuración de contenidos sino también la de realizar el seguimiento del trabajo de los alumnos para guiarlos en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Imagen 5.1. Prometeo. Pantalla principal. La plataforma está diseñada para ofrecer una variedad de herramientas con nuevas posibilidades docentes. Ejemplo de ellas son los módulos detallados a continuación: El reproductor de vídeo Es el modulo utilizado para visualizar las clases. Se puede acceder a las clases en cualquier momento y lugar, haciendo uso de varios tipos de dispositivos, porque se encuentran disponibles a través de Internet. El reproductor muestra el vídeo y bajo él se encuentra una barra de tiempo que indica los tramos vistos por el estudiante. Un tramo de vídeo se considera visto cuando el estudiante ha estado prestando atención al contenido de la lección. Para obtener esta información el reproductor lanza una pregunta que el alumno debe contestar. Los momentos en los que se lanzan estas preguntas se llaman puntos de control. Si la respuesta es correcta el reproductor almacena el tramo de vídeo, que se establecerá desde el último punto de control en que la 8 Multimedia content broadcasting, on demand, through Internet. It is a delivery method that allows the visualization of this kind of content directly on the web page, with no need of a previous download.
Proyectos 113 respuesta fue correcta hasta el actual. En otro caso el reproductor considera no visto ese tramo de vídeo. Esta actividad del reproductor se llama control de visualización y es equivalente a las preguntas, generalmente simples, que el profesor realiza en clase para saber si los alumnos están atendiendo. El profesor es el que indica, para los intervalos de tiempo marcados por él, qué preguntas de un conjunto de ellas, se muestran al usuario. La selección de la pregunta que se lanza es aleatoria, con lo cual, cada vez que se visualice el vídeo, por un mismo usuario o por usuarios distintos, las preguntas pueden variar. También es elección del profesor activar el control de visualización. Imagen 5.2 Prometeo. Reproductor de vídeo. Administración de dudas Esta herramienta ofrece importante información. Los estudiantes pueden hacer preguntas al profesor desde una caja de diálogo accesible bajo el reproductor de vídeo. Las preguntas más consultadas, dato que se guarda, pueden ofrecer información sobre las partes del tema donde hay más dudas. Esto permite al profesor revisar esa parte, explicarla mejor o mostrar más ejemplos prácticos.
114 Proyectos Anotaciones El reproductor permite al usuario tomar notas sobre el vídeo o la lección en los instantes de tiempo que quiera marcar, bien porque tiene dudas, porque quiere recordar algo en concreto o por cualquier otro motivo. En la plataforma, en cada uno de los temas se pueden crear anotaciones y guardarlas en puntos y elementos determinados del temario. Estas notas se podrán recuperar posteriormente, modificar, borrar o crear nuevas. Su indexación permite ir de una a otra y gestionarlas desde un sencillo menú. Aplicaciones interactivas Son pequeños módulos, aplicaciones software, que permiten a los estudiantes manipular herramientas que simulan objetos de aprendizaje, generalmente, no digitales. Muchas ofrecen información teórica que explica su comportamiento en cada caso. La información de uso que almacenan permite al profesorado hacer un seguimiento del alumno. Equivale a las notas que toman los profesores en clases prácticas después de observar el uso que los estudiantes hacen del material de la asignatura. Como módulos independientes, todos los descritos, son similares a una caja negra, con un determinado número de entradas y salidas. Su funcionamiento interno forma parte de la documentación del proyecto y es completamente transparente para el usuario. Usuarios El sistema multimedia de gestión del aprendizaje desarrollado en este proyecto propone usuarios con diferentes perfiles: administrador, profesores, estudiantes e invitados. El administrador tiene todas las capacidades para establecer políticas, acciones y normas sobre el tratamiento de la información y la gestión de los elementos de la plataforma por parte del resto de usuarios. Los profesores trabajarán en la creación y configuración de sus proyectos educativos. Gestionan y organizan los diferentes recursos de la plataforma como notas, imágenes, vídeos, aplicaciones interactivas, cuestionarios, ejercicios o tareas. Desde su menú pueden controlar la participación de los estudiantes y su progreso, ya que su acceso a los contenidos permite monitorizar el proceso de enseñanza-aprendizaje. Por otra parte, los estudiantes pueden seguir un curso completo. Haciendo uso de material digital disponible y evaluando sus resultados mediante cuestionarios y tests. Otras herramientas como calendarios, gestión de tareas, calculadoras o diarios les permitirán personalizar el entorno de trabajo.
Proyectos 115 El perfil del invitado está creado para que otros profesores puedan acceder a los contenidos del curso y ayudar en la evaluación de herramientas, aporte de ideas o simplemente para su posterior participación en otras ediciones del proyecto. Imagen 5.3 Prometeo. Vistas de usuarios. Tal y como se ha descrito, el enfoque de este proyecto es muy distinto a otros que se han puesto en marcha previamente. El servicio ofrecido facilita a los profesores su participación en la creación de sus propuestas. Pueden trabajar con un equipo profesional que les ayudará en la selección y desarrollo de esas herramientas. Los alumnos tienen a su disposición un amplio rango de recursos didácticos de naturaleza muy variada. Les permiten mayor independencia a la hora de aprender y un seguimiento más cercano de su proceso de enseñanza aprendizaje, obteniendo información estadística que refleja el resultado de su trabajo. 5.3 Proyecto IESCampus El proyecto de innovación educativa IESCampus nace en el año 2009 como resultado de los estudios realizados tras el ya descrito proyecto PROMETEO. IESCampus propone un completo sistema de gestión del aprendizaje enfocado en el profesorado, estudiantes, padres de alumnos de secundaria, así como personal de administración. Su principal objetivo es ofrecer todos los recursos necesarios para lograr una formación de alta calidad en la Enseñanza Secundaria Obligatoria y Bachillerato. Todos los implicados en los procesos de enseñanza aprendizaje a ese nivel cuentan con detallada información académica, clara y rigurosa. Esta información pertenece a cada centro registrado en el sistema y muestra el estado del proceso de aprendizaje alcanzado por los alumnos. Permite tanto a ellos como a sus
116 Proyectos profesores y padres realizar un seguimiento pormenorizado de su rendimiento y de los conocimientos adquiridos. Una de las principales aportaciones de este proyecto e-learning se ha centrado en cubrir las deficiencias educativas entre alumnos con menores recursos o desfavorecidos. Alumnos a los que su entorno social dificulte el acceso a una formación de mayor calidad o alumnos con necesidades especiales. Tras la experiencia adquirida previamente, se han aplicado las metodologías estudiadas tanto para la gestión como para la creación de recursos de calidad. Se ha trabajado en las propuestas planteadas en el mismo, cuyos resultados han servido para controlar los desvíos y como realimentación en el proceso de incorporación de nuevas asignaturas. Con respecto al proyecto PROMETEO, se ha tenido en cuenta un conjunto de diferencias. Entre ellas destacan como las más importantes: El proyecto previo sólo se centra en la plataforma de gestión de contenidos y el material docente, en IESCampus se plantea toda la gestión administrativa de un centro de enseñanza secundaria. Los contenidos elaborados contemplan nuevas metodologías de enseñanza, así como el estudio de rutas de aprendizaje haciendo uso de técnicas de minería de datos. Los contenidos para alumnos de secundaria deben ser de un tamaño adecuado y explicar conceptos de forma directa y clara. Si en el ámbito universitario se pueden crear vídeos de treinta o cuarenta minutos de duración, en secundaria se ha cuidado mucho el preparar material de duración apropiada a la edad del estudiante. Las generaciones que actualmente cursan estudios secundarios tienen el perfil de nativos digitales, como ya hemos visto, pueden prestar atención a distintas fuentes de información de forma simultánea. Es por ello que los contenidos deben ser atractivos y con mensajes directos. Los profesores de la comunidad universitaria que han participado en PROMETEO se implican en todas las fases del desarrollo de contenidos y forman parte del equipo de trabajo del proyecto. Son los profesores que posteriormente harán uso del material docente. Sin embargo, el profesorado de secundaria hace uso de la plataforma integral de aprendizaje cuyos contenidos ya están elaborados. Sólo proyectos de menor tamaño, desarrollados para ampliar las funcionalidades del sistema, les permiten la creación de sus propios materiales multimedia y su gestión en la plataforma. Es por esto que la planificación de las asignaturas y los objetivos docentes son trazados por los profesores contratados para el desarrollo de contenidos y su revisión.
Proyectos 117 La distribución de material educativo, experiencia y relaciones se puede establecer entre alumnos, docentes y padres de varias formas. Los conjuntos que se pueden crear son lo suficientemente complejos como para considerar el sistema una red social. De este modo, se pueden establecer comunidades entre profesores y alumnos de un mismo instituto o de institutos diferentes ubicados en cualquier lugar del mundo. La intervención de los padres en el proceso de enseñanza-aprendizaje permite establecer nuevos modos de comunicación entre todos los actores. El alumno aún no tiene la mayoría de edad, por tanto, la información de su rendimiento educativo es muy sensible en nuestro actual sistema de protección de datos. La ley orgánica de protección de datos por la que actualmente se rige el estado Español, se ha aplicado a todos los niveles. 5.3.1 Objetivos El proyecto IESCampus, con un enfoque y objetivos similares a los de PROMETEO, es una apuesta por el uso de las TIC de forma plena en los ámbitos de la formación preuniversitaria. En este caso, también el desarrollo en varias etapas ha supuesto un planteamiento de objetivos a conseguir a lo largo de las mismas. El objetivo principal del proyecto es ofrecer contenidos docentes con un alto grado de interactividad basados en tecnologías multimedia y distribuidos a través de Internet. En la primera fase, ya vista la viabilidad del proyecto y establecidos los criterios de selección de metodologías y herramientas, los objetivos planteados son: Abarcar el programa completo de un grupo de asignaturas. El desarrollo de contenidos para sólo una de ellas ha servido para realizar las primeras mediciones, pero para las instituciones de enseñanza secundaria una única asignatura en el sistema no da una visión de lo que realmente se puede conseguir implantando el proyecto en los centros. No da una visión de su potencial. Crear temas de demostración para otras asignaturas de bachillerato. La naturaleza de cada asignatura facilita que se pueda realizar una gran variedad de herramientas digitales. De este modo es mucho más fácil que los centros entiendan lo amplio que puede llegar a ser el campo de actuación y los distintos aspectos y habilidades sobre los que se puede trabajar. Ampliar las funcionalidades y herramientas de la plataforma web. Las desarrolladas en este proyecto se basan en la experiencia acumulada en el anterior. Son varias las propuestas
124 Proyectos Imagen 5.5 IESCampus. Reproductor de vídeo. Administración de dudas, anotaciones y aplicaciones interactivas Todas se han desarrollado en la misma línea que en PROMETEO. Se han diseñado como módulos, recursos digitales que hacen más rápida la creación de nuevos recursos y la reutilización de material. Usuarios La gestión de usuarios en este proyecto es más compleja. No sólo por la inclusión de los padres o tutores como un perfil más, todas las tareas administrativas implican la gestión de una jerarquía con distintos tipos de acceso a los contenidos. La visión general que se puede dar del conjunto es la de una red social en la que todos colaboran en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Se comparten recursos, trabajo y resultados, con independencia del centro de enseñanza. La comunicación entre usuarios se caracteriza por una actitud abierta para difundir información, resultado de investigaciones, trabajos y opiniones. A través de blogs, servicios de noticias, o publicaciones digitales. El acceso de los usuarios a los contenidos en el proyecto IESCampus se puede realizar de distintas formas, de acuerdo al tipo de registro que hayan realizado: Usuarios no registrados Para este perfil de usuario existe material libre que se puede consultar en cualquier momento aunque no estén registrados. Pueden acceder a exámenes de pruebas de acceso a la universidad, vídeos, resúmenes de fórmulas y aplicaciones interactivas. Además disponen de
Proyectos 125 acceso a talleres publicados como iniciativa de distintos centros, generalmente con contenidos transversales a varias materias. IESCampus orientado a institutos Además de las funcionalidades de los usuarios no registrados, estos usuarios cuentan con todas aquellas utilidades necesarias para seguir su proceso de enseñanza – aprendizaje. Se realizan de acuerdo a las directrices de un centro, tanto en materia de contenidos como de gestión administrativa. IESCampus orientado a cuentas individuales Cualquier persona interesada en los contenidos educativos de IESCampus puede tener una cuenta de usuario sin estar matriculado en ningún instituto del mismo. Pueden acceder a todos los contenidos. En cuanto al material editado por los profesores de secundaria las cuentas individuales sólo podrán acceder a los contenidos que estos profesores hayan etiquetado como públicos. 5.4 Objetos de aprendizaje desarrollados En ambos proyectos los objetos de aprendizaje –de contenidos- , interactivos y multimedia, estudiados para elaborar han sido: aplicaciones y vídeos. Estos permiten incorporar a las clases tradicionales múltiples recursos: internet, plataformas software, ordenadores u otro tipo de dispositivos donde se pueden reproducir. Son recursos didácticos muy adecuados para atraer la atención, mantener el interés, aportar distintos tipos de informaciones y perspectivas sobre un mismo tema y promover el aprendizaje autónomo y la iniciativa. Las siguientes clasificaciones atienden al grado de interactividad que presentan y a las tecnologías empleadas en su creación. 5.4.1 Aplicaciones interactivas Facilitan al alumno entender conceptos de estudio de forma autónoma y atractiva. Los distintos tipos de aplicaciones interactivas desarrollados en ambos proyectos han sido:
126 Proyectos Presentaciones En éstas, la interacción del usuario con la aplicación se limita a avanzar y retroceder en los diversos estados secuenciales de la misma. Por tanto los parámetros de entrada no varían. Imagen 5.6 IESCampus. Aplicaciones interactivas. Presentación. Ejercicios activos En los cuales, la interacción del usuario es mayor. Puede mover deslizadores, introducir datos, y activar o desactivar botones o enlaces con el fin de comprobar su funcionamiento. Atendiendo al tipo de interacción que pueden realizar los usuarios, podemos encontrar: Ejercicios activos estáticos. Cada vez que se ejecuta, el ejercicio presenta la misma interfaz y ofrece las mismas opciones al usuario. Si pide datos, estos tendrán siempre los mismos valores. Imagen 5.7 IESCampus. Aplicaciones interactivas. Ejercicio activo estático.
Proyectos 127 Ejercicios activos dinámicos. Cada vez que se ejecuta, cambian los parámetros de entrada y por tanto puede cambiar la interfaz y/o las opciones disponibles para el usuario. Imagen 5.8 IESCampus. Aplicaciones interactivas. Ejercicio activo dinámico. Otra clasificación de los ejercicios activos permite diferenciar aquellos que interactúan con una base de datos y los que no. Denominados ejercicios acoplados y desacoplados. Los primeros guardan datos sobre los resultados obtenidos por cada usuario o sobre las acciones realizadas, los segundos no tienen ningún tipo de interacción con bases de datos. 5.4.2 Vídeos Los contenidos educativos multimedia que se pueden distribuir haciendo uso de Internet son un poderoso elemento de aprendizaje, ofrecen una gran oportunidad para enriquecer el proceso motivando y contribuyendo a mejorar el aprendizaje significativo. Se pueden clasificar de acuerdo a diversos criterios. La organización que a continuación se expone atiende al tipo de vídeo creado y en algunos casos a las técnicas empleadas. (Afonso, et al., 2009) Los distintos tipos de vídeos desarrollados en ambos proyectos han sido: Podcasts Son ficheros de audio que contienen información sobre un tema o un apartado determinado de un tema. Los guiones son parte muy importante de los mismos ya que es fundamental pensar cómo plasmar la idea que se quiere transmitir. En un principio estos ficheros sólo contenían audio aunque actualmente se usan de forma común para referirse a emisiones multimedia, de vídeo y/o audio. Una ventaja importante de los mismos es que los alumnos interesados se los pueden descargar de internet y escucharlos o incluso verlos en cualquier momento o lugar y en cualquier dispositivo móvil.
128 Proyectos Imagen 5.9 Vídeos. Podcast. Screencasts Son vídeos en los que se muestra la grabación de la pantalla del ordenador y la narración de audio correspondiente. Son muy adecuados cuando se quiere hacer una exposición, por ejemplo, sobre cómo trabajar con una aplicación software o con cualquier página web. En este tipo de objetos hay que considerar la organización del contenido tanto vídeo como audio. Imagen 5.10 Vídeos. Screencast. Grabaciones en estudio Por lo general son grabaciones cuya duración dependerá de varios factores: contenidos, preferencias del profesorado, perfil del alumno, u objetivos, entre otros. Se realizan en un estudio de grabación dotado con los medios técnicos necesarios: mobiliario, iluminación,
Proyectos 129 sistema de audio, o teleprompter. Existen varios tipos de grabaciones que se eligen de acuerdo al material que se quiere montar: Grabaciones en pizarra. El profesor hace uso de una pizarra en la que realizará anotaciones, dibujos o gráficas. El formato es igual al utilizado en clases magistrales, en este tipo de narración se adquiere el mismo tono coloquial. Imagen 5.11 Vídeos. Grabación en estudio con pizarra. Con fondo blanco. El profesor, sentado o en pie, habla a la cámara siguiendo un guión. El fondo con el que se graba es blanco. Con este tipo de grabaciones posteriormente se realizará un montaje que incluirá los textos e imágenes del guión. Generalmente presentaciones estáticas o animadas. Imagen 5.12 Vídeos. Grabación en estudio con fondo blanco.
130 Proyectos Con croma. El profesor, de nuevo sentado o en pie, habla a la cámara siguiendo un guión. El croma permitirá en postproducción añadir imágenes que formarán parte del fondo. Imagen 5.13 Vídeos. Grabación en estudio con croma. Diálogos. En los que participan dos profesores o un profesor y un invitado. Algunos se plantean como la exposición de un tema o un apartado entre dos interlocutores y otros son entrevistas realizadas a expertos. Imagen 5.14 Vídeos. Grabación en estudio. Diálogos.
Proyectos 131 Imagen 5.15 Vídeos. Grabación en salón de actos. Charlas de expertos. Los decorados e indumentaria elegidos se adecúan al tipo de grabación que se realiza. Por ejemplo no será adecuado llevar ropa blanca cuando la grabación es con fondo blanco nuclear. Tampoco es adecuada la ropa con texturas cuando posteriormente se añadirá fondo al croma. Grabaciones en laboratorio o aulas Es necesaria una visita previa al lugar de la grabación así como saber qué tipo de recorrido se realizará por las instalaciones, dónde existirán paradas de acuerdo al guión, y qué tipo de paradas serán. Imagen 5.16 Vídeos. Grabación en laboratorio. Los recorridos pueden variar de velocidad según en qué lugares de las instalaciones nos encontremos. Las paradas también pueden variar en cuanto a su duración, pueden ser paradas en las que solo se graben imágenes sin audio –este podrá añadirse posteriormenteo pueden
132 Proyectos ser imágenes en las que el profesor cuente algo haciendo uso de algún aparato o mostrando cómo trabajar con él. Grabaciones en exteriores Del mismo modo que para las grabaciones en laboratorios o aulas es necesario visitar antes la localización con el fin de anotar qué material de grabación será necesario. Luces, tipos de cámaras, trípodes y objetivos entre otros. También se debe detallar el recorrido en el guión técnico así como las paradas que se realizarán. Imagen 5.17 Vídeos. Grabación en localización exterior. Visitas a fábricas, empresas, museos, o localizaciones en las que se muestre flora, tipos de suelos, edificios o construcciones, entre otras, son las que forman parte de este tipo de contenidos. 5.5 Experiencia Tras la experiencia adquirida, debemos puntualizar varios hechos de interés: La especificación de modelos que hacen uso de técnicas de ingeniería del software y producción multimedia es no sólo viable sino recomendable. Facilita la consecución de objetivos, la corrección de desvíos, la planificación de recursos y la calidad de sus resultados. Estos modelos dotan a cada elemento de valor significativo dentro del proceso, cuya solidez garantiza la consecución de un producto analizado y robusto. Se hace más fácil la observación del proceso, en su totalidad y por fases. Desde la carga de trabajo y recursos que se necesitan para el conjunto de tareas de una fase, hasta la relevancia que puede tener cada una de estas tareas por separado.
Proyectos 133 Aunque la ejecución es secuencial, a medida que se van obteniendo resultados en una etapa es aconsejable ir pasándolos la siguiente. Trabajar de forma concurrente las tareas de distintas fases permite ir controlando, a lo largo del proceso, las limitaciones temporales. La puesta en marcha de estos proyectos educativos ha permitido no sólo plantear los problemas de síntesis expuestos en esta tesis o comprobar la validez y calidad de la propuesta sino valorar su capacidad de adaptación a cada uno de ellos. Todos los elementos creados han supuesto el nudo central de la evaluación de resultados, que en conjunto con encuestas y el resultado del trabajo diario con el profesorado han facilitado la elaboración de distintos tipos de informes. En mayor profundidad el siguiente capítulo expone el tipo de evaluación que se ha seguido, estableciendo criterios, elementos de diseño y objetivos.
Abstract The Information and Communications Technology (ICT) are a reality that affects many aspects of our daily lives. Computer networks and technologies such as web or wireless connections have radically changed many aspects of our everyday life, culture and communication. The same is happening in education. The increased use of new technologies experienced in education must be tackled by organizing activities such as: the establishment of criteria for selection of tools and methodologies; the choice of the type of contents or the time plan of implementation of these contents, including phases of adaptation and study of results. If we observe the changes that society has undergone in recent decades, the introduction of new technologies has had great influence on all structures. In teaching field the profiles of teachers and students have also experienced these changes. The new generations are formed by digital natives, people who were born in a digital environment. This environment gives them different characteristics to those of previous generations, how they learn, how they absorb knowledge and, therefore, their needs are not the same. They have high capacities to handle any digital tool; almost innately they can work with computers or other devices with keyboard or touch screens and can pay attention to various sources of information at once. They expect quick responses, they are connected whenever they can and are also able to generate their own web contents. However, their attention span is low and they have a high tendency to change topics frequently, this involves, in some cases, loss of focus and productivity. That is why the teaching contents, their delivery and the teaching methodologies should be adapted to new generations and their environment. This paper proposes a methodology for the development of educational content. A teaching content engineering for efficient process management that results in the creation of high quality educational materials. The need to create new teaching materials, new forms of contents management and delivery; the need for efficient processes that result in reusable products: modular, scalable, extensible and portable; the need for the integration of these new forms and materials in the teaching-learning processes, have led to the approach of this proposal, which studies and integrates software engineering processes and methodologies of multimedia production.
238 For this proposal an extensive review of the conceptual framework used in the field of education has been done. This covers resources used in teaching, learning models, methodologies of software engineering, methodologies of multimedia production and finally methodologies and technologies for e-Learning. To validate this proposal, its use is discussed, as well as its results under the framework of PROMETEO Project, an initiative of Vice Chancellorship for Quality and Innovation at the University of Las Palmas de Gran Canaria. Prometeo is an integral service of the production and delivery of contents available to the teachers of the ULPGC. This project is proposed with the aim of providing teachers with support to create multimedia and interactive teaching materials. It aims to make an intensive use of ICT in university teaching. The results of this study and the application of this methodology guarantees the quality of the proposed framework and support the implementation of similar projects in other organizations also dedicated to teaching.
Chapter 1 1. Introduction Engineering Engineering has managed to provide numerous advances in science. In the ancient areas: medicine, biology, physics, chemistry, in the newer: mathematics, product design, nanoengineering, and most recently politics, innovation and design, or software. Engineering processes have been responsible for achievements such as putting the man into space and connecting anyone anywhere in the world's largest network of computers, the Internet. The Real Academia Española, in its Spanish Language dictionary, defines engineering as: The body of knowledge and techniques to apply scientific knowledge to the use of matter and energy sources. (Rae, 2009) Other definitions agree in the application of scientific knowledge to processes. Art of applying scientific knowledge to the invention, improvement and use of industrial techniques in all its dimensions (Larousse, 2000). The knowledge and applied scientific techniques, which is dedicated to the resolution and optimization of the problems directly affecting humanity. (Rai, 2009) The engineering makes a significant difference between the processes where it is applied and those that do not. Engineers adopt a systematic and organized approach. Design and develop technological solutions to social, industrial or economic needs, this is the way to develop effective processes and obtain products with high quality. Engineering processes are
240 Introduction present in environmental management, genetics, biochemistry, transport, manufacturing, and communications systems, among others. Technological development is another factor that has led to profound transformations. These have encouraged the transition of the Industrial Society to Information and Knowledge Society. Both the importance of information and the impact of telecommunications has become the hub of social, economic and cultural changes. ICTs have introduced new forms of access to information, relationships, and new scenarios for the communication of users independently of time and space. An important area of the social system is education which is a field that cannot remain unchanged towards new technologies (Brey, 2005). Both, the information society and new technologies have an effective influence, at all levels, in the educational world. The integration of new technologies into teaching-learning processes is a challenge to be planned in a reflective and controlled mode, without giving way to improvisation. It is necessary to restructure the teaching methods to adapt them to the new context. This process should be implemented through the research and analysis of elements that are part of education. These elements are teaching and students profile (Prensky, 2009), updating and adaptation of methodologies (Samaras et al., 2004), assessment of learning (Álvarez, 2008), selection of technology resources, infrastructures (Spurling, 2007), course content and support material. Teaching material. The importance of contents In the field of education the development of teaching materials is one of the most important tasks. The creation of content for the different courses involves not only considering how to develop them, but also what resources we have and to plan how to introduce them into the process. In recent years both teachers and students have seen how their needs have changed adapting to new methodologies, contents or ways of distributing and managing them. Furthermore the university in recent years has undergone important advances including among others, the resources used for teaching. In the masterly exposition of the educative contents, techniques have evolved from the traditional blackboard to overhead projector and, later, to video projector and the use of computer in classrooms.
Introduction 241 Regarding the availability of material for students we have moved on from traditional class notes, books and photocopies of books into digital format or notes available on the website of the subject. In some cases using content management systems and other software applications. Teachers with experience in multimedia tools prepare animated presentations and some video of a didactic nature. However, the creation of multimedia and interactive material of high quality still remains a difficult step for most of them. Methodological proposal This research proposes a methodology for creating content used in teaching-learning processes (Guerra, et al., 2007). An engineering of educational content to strengthen these processes, in order to generate quality material. The proposal envisages the production of multimedia educational content (Fraser, 2006) (Hartsell, 2006), interactivity (Rheeder, et al., 2007) and the development of a suitable platform for their delivery and management (Afonso, et al., 2008b). An entire engineering process for developing e-Learning projects. The work is implemented within the framework of educational innovation projects for the areas of higher and secondary education. In these projects a study of these influencing factors has been made. These factors have been considered in developing the proposal and how they affect the results and conclusions. Objectives The objectives of the proposed methodology are classified as: Structurals objectives To strengthen the process of introducing ICTs into teaching, supporting teachers in their training, in the choice of teaching strategies and in the implementation of innovative teaching proposals. To provide access to studies for students from everywhere, suggesting a dynamic and flexible offer of courses.
242 Introduction To facilitate access to secondary and higher education to groups with special needs, for which specific material is necessary to be developed or maybe to adapt the existing one. To provide the technological infrastructure necessary for the development, management and delivery of teaching materials using the adequate learning management systems. To determine how to tackle the planning and structure of courses that will use these new materials. Development objectives To propose a methodology for creating content that will improve their production processes. To encourage teachers to work in multidisciplinary teams making it easier to create teaching material. More specifically: ٠ To determine the different phases that will form part of the production and development processes, as well as the professional profiles of the multidisciplinary team that will work in these processes. ٠ To perform a time schedule of these phases and the tasks in each of them according to the material to produce and develop. ٠ To develop technical studies to determine the feasibility of the development process of multimedia: video content and interactive applications. ٠ To develop technical studies to determine the feasibility of the development process of creating learning management system and its functionalities. Validity objectives To propose validity and reliability test for the integration process, the material created and the management and delivery of the contents using the web platform. To study the result of test plans for necessary improvement. Quality objectives To establish quality criteria to ensure proposals that meet national and European standards.
Introduction 243 To apply these criteria to evaluation of the results of all processes. To perform quality studies to assess the impact of their implementation and use on the university community. Previous analysis The reading of the documentation on an area as large as that of education, and more specifically e-learning, provides a broad overview of it. It also allows a summary of some points of interest regarding the work on the introduction of new technologies in the teachinglearning processes. On the one hand, we distinguish the impact in the field of pedagogy. A clear example is the Educational Technology (Skinner, 1968), whose most representative educational trend is Burrhus Frederic Skinner. It's defined as programmed instruction. It is characterized by making use of technical or technological elements such as books, television, computers, or teaching machines (Skinner, 1960). The methods are based on self-learning. On the other hand in a more technical field: the new spaces and forms of communication and content management, created in digital format and available online (Grob, et al., 2007). More specifically, tools for computer-aided teaching and learning (Reid & Cornwell, 2006). Document structure The content of this document has been organized into seven chapters that start with a review of current theoretical framework and covers from the methodological proposal made to the conclusions drawn, including the description of the projects and their experimental evaluation. Chapter two: Theoretical Framework. This chapter presents an overview of the evolution in education, resources, and methodologies used. In the first part, an outline of the changes proposed by the European Higher Education Area and what this proposal entails is presented. In the second one the use of ICT in Education is shown. At the end of the chapter a review of Software Engineering and Multimedia Production Methodologies, as well as ELearning Technologies is provided. Chapter Three: Proposal. This is the first chapter devoted to the methodological proposal put forward. It's the foundation of this thesis and its results. This work results in a set
244 Introduction of definitions and actions which form the basis for the teaching content engineering proposed. Finally its formal framework is presented. Chapter Four: Learning Objects. In this chapter learning objects are presented as the core of content development. Their characteristics, among which stand out modularity, give them the right skills to be considered as basic units within the teaching-learning processes. The importance of these processes in parallel to their importance in the engineering of contents exposed. Chapter Five: Projects. This chapter describes the PROMETEO and IESCampus educational projects. Its realization has been used to study and refine the proposal. With both, the first developed for the university and the second one for secondary education, all the issues raised initially in the research proposal are discussed. Chapter Six: Evaluation Design. This chapter, devoted to the evaluation shows the characteristics of an experimental assessment and shows how the research has been designed, as well as its phases. Factors considered relevant to the final conclusions on the proposal have been measured and a subsequent analysis of all of them has been performed. Finally, we have been able to establish a set of perspectives that are the prelude to the final conclusions and future lines presented in the next chapter. Chapter Seven: Conclusions, main contributions and future work. This final chapter collates and describes the conclusions gathered from the research work and its experimental application in the projects PROMETEO and IESCampus. This document explains the future lines of research, and put forward various proposals that enrich the educational e-learning projects.
Chapter 2 2. Theoretical framework 2.1 Context Teaching is the process by which knowledge is transmitted, learning consists in acquiring them. The teaching-learning process plays a key role in education. The strategies employed in this process are shaped by a set of procedures, resources or tools used to transmit knowledge correctly. There are many resources that have been used throughout the history of education, all have supported to increase the effectiveness of the process and have evolved over the course of these centuries. Communication enables the teaching-learning process to occur naturally. In the origins were used gestures, actions, sounds and words. They were joined by drawings and texts, the first that using visual perception facilitated the understanding of knowledge. Between the V and XV centuries, were used in schools means that do not require technical resources, these are the means of direct perception: real objects such as animals, plants or minerals, objects that simulate reality as models or dioramas and objects that make imitations of reality, as planetariums. Elements such as blackboards, maps, photographs or flannel were incorporated. Also known as didactic panels, they are resources that provide the ability to represent concepts, organizational systems or real images, providing greater possibilities for communication and, therefore, a better understanding of the content to learn. The first alphabet for writing and literature originated textbooks, which along with dictionaries, newspapers, magazines, and historical writings were incorporated in the set of resources used in teaching. In the XIX century were used resources which need some kind of technology. Using imaging we find: slides, transparencies, and microfilm. With the advent of sound media the
252 Teaching contents engineering So we define this new discipline as the application of scientific and technical knowledge for the planning, creation and maintenance of educational elements that can be incorporated in teaching – learning processes. More specifically a branch of software engineering processes that organize the learning objects processes of creation as well as the distribution and management of educational content. 3.2 Teaching contents engineering During decades the use of TICs in teaching has been developed without a common way of including them in the learning-teaching processes; without a common way of creating those contents, or without establishing a framework which facilitates an overview and the development of the tasks involved in the process. There is a wide variety of standards, and several studies of both teaching and methodological or technical resources have been developed. However, a framework which considers all the aspects or which allows defining the organization, formalizing patterns or designing a quality plan has not been established yet. This framework must be flexible enough to include and order properly all the elements, taking into account the peculiarities of each institution. 3.3 System organization An e-learning project entails an open organization composed of a collection of elements which collaborate in its development. This organization keeps a dynamic relationship with all the agents with which it interacts. The result of the study developed in this thesis project leads us to propose an organization model in which the collection of units works following the same direction. Its main goals is to facilitate the documentation of the project, its observation and the correction of likely deviations. (Mintzberg, 2001) (Schvarstein, 1998) o-Learning Model. Elements Modules. They are the components of the system; each identifiable part which functions as a subsystem. They must be designed with a specific goal, for which they must execute a group of well-defined functions.
Teaching contents engineering 253 Actors. They are the entities that execute the different actions. We distinguish two types: agents and systems. Agents: composed of staff from the working team, who can also be: internal, those who direct, arrange or elaborate the material, and external, staff hired to develop specific tasks, or even students or other teachers who participate in the assessment of the material, although they will not be the users. Systems: those modules or components which act either upon other modules or upon the information which these generate. These actions are usually developed by automatic or programmed operations. Actions. A collection of tasks and operations to be developed. They are present in all the stages of the project, from its starting point and planning to its use, through all the development stages. Relationships. They are established among the elements of the system, defining the way they interact. We can classify them according to different criteria: ٠ Connection: internal, those which establish connections among the components of the system; and external, those found in the connections between the components of the system and external elements. ٠ Direction: unidirectional, those which indicate a one-way relationship from an entity to another one; and bidirectional, those which show a two-way direction between two entities. ٠ Work: those which define the kind of work established between two entities. These entities are generally defined by the profiles of the working team that develops the project. All these elements are used in the documentation created during the project, mostly in the organization and planning. Figure 3.1 shows an example of the graphic representation of elements. Figure 3.1 Elements.
254 Teaching contents engineering Figure 3.2 shows the relationships defined. Figure 3.2 Relationships. 3.4 Development team Multidisciplinary high-performance teams are becoming more important in order to succeed in the organization of projects (Beatty & Baker, 2004). The multidisciplinary character defines this kind of projects and it distinguishes them from most of the software processes. This kind of projects does not usually have a clear definition of which professional profiles must develop the tasks. Depending on the work field and in certain web projects the profile can change, and even a same professional can often perform different roles within the same project (Organizational Development Network). Concepts and techniques belonging to different fields of study are used through all the stages of the project. And, although each of them gives a different approach, the objectives are common. We can identify a first general grouping with regard to the following profiles (Brigos-Hermida, 2001): Directors: they direct the project at a very high level of abstraction; they arrange, control and structure the project. Management: they assume the direct tasks in the control of the projects. They develop all the procedures needed to help in the tasks of the project. Creatives: they provide the project with a personalized identity and image. They conceive the aesthetics of the elements of the project. Technicians: they supply the specialized medium and the infrastructure on which the project is constructed. In our development team we must include a further group: Teachers: the profile incorporated in the team and key element for the developments. They teach. Within the project they are the essential part in the creation of contents.
Teaching contents engineering 255 For each of these groups we can make a sub-division which facilitates the organization of tasks in a more direct way. Directive profiles Producer. As in any other field, the producer is the highest authority in the appropriate management of technical and human resources. He controls the profitability of the project. Among his tasks we can find: negotiating a contract, being a link between the development team and other entities, as well as studying and elaborating the budgets. Project director. He is the person responsible for guaranteeing the quality of all the aspects related to the project and its corporate identity; participates in the initial meetings and the conceptual development of ideas; develops the proposal; defines the tasks to be executed, the profiles taking part, the planning and the resources which will be needed; defines the limits of the project and makes the selection of the quality standards to apply. Technical director. He is the person responsible for all the technical documentation and the proof plans, risk detection and decision making; monitors the projects throughout all the stages; participates in the definition of the platform, technologies, tools, specifications of development, technical standards and protocols to adopt. Management profiles Deputy producer. He works directly with the producer; helps in all the aspects related to organization and resources; coordinates, and budgets for all the resources related to the production. Therefore, he must know all the conflicts of the staff, the technology and the internal and external factors which condition the project. Deputy director. He works hand-in-hand with the director; plans, coordinates, and budgets for the resources related to the direction tasks; is the person responsible for the organizational issues, for organizing the work schedules and for supervising all the tasks to be developed in each area; verifies that the division of the project has been made realistically.
256 Teaching contents engineering Deputy technical director. He works together with the technical director; gives support in all the tasks related to the specifications of development, documentation and proof plan which will be developed throughout the project; helps in the organization of the two main areas: software development and multimedia production (England, 1999). Besides, he is the person responsible for supervising the control points of the project. Creative profiles All the creative profiles work closely with the technical director and his deputy. Interface designer. He develops the design work and the layout of interfaces, images, colors, logos and all the elements which are part of the design; is the person responsible for the graphic area. Therefore, he must have a good knowledge of architecture information, man-machine interaction and aspects such as usability and accessibility. 2D and 3D Designer. He collaborates closely with the interface designer so as to develop the necessary structures in 2D or 3D. Therefore, he is the expert in tools and techniques which allow animating models, as well as in areas such as graphic design, calligraphy and illustration. Contents Designer. When there are scripts, he is the person responsible for their authenticity and accurateness; helps the teachers with the contents, texts, photos, audio, animations or videos and the search for information which may help to develop the initial ideas. Technical profiles All the technical profiles, as well as the creative ones, work closely with the technical director and his deputy. Recording-editing technician. He coordinates the resources related to multimedia recording and editing; manages these resources, the infrastructures and incidents; works with the teachers developing the planned recordings; also develops creative tasks in all the scenes: staging, frameworks, backgrounds, lighting and optics.
Teaching contents engineering 257 Contents editing technician. He edits all the recorded material, both video and sound; is in charge of the creative part related to videos, cuts, video and sound effects, atmosphere, music and voices; handles sound and video systems, digitalizes, eliminates noises and makes the necessary corrections. Narrators. In some projects it can be interesting to include in some applications or videos the voiceover of teachers or actors. Narrators are in charge of these tasks. They can belong to the staff working on the project or, as it happens most of the times, they can be hired temporally with the only purpose of developing this task. Analyst - programmer. He develops the tasks which will facilitate the software development on the one hand, and the development on the other. The traditional profile of an analyst is not usually proposed for this kind of projects, in order to avoid communication problems. Among their tasks we find: requirements elicitation, to mark the expected behavior expected of the software; the application of software engineering paradigms so as to guarantee the correct functioning of each development area; the application of knowledge of data model; and the usage of design patterns, in order to produce reusable, portable and scalable software modules; in short, the application of his knowledge of engineering to guarantee the quality and accomplish the expectations. Programmer. He implements all the specifications, models and designs created during the analysis tasks. He must have a thorough knowledge of requirements analyses and also of the documentation related to these, as well as to modeling and software architecture (Clements, et al., 2010). The person responsible for proofs. He carries out the proof plans which have been developed previously. The bench test must validate all the applications developed and their integration into the educative platforms. Should there be failures in the applications, he would have to solve them. Teachers They elaborate the agenda, since this depends largely on their own agenda. They take part in the definition of modules to be developed together with the other members in the team, elaborating guidelines and documentation. Lately, they record and monitor the multimedia editing and the applications development. Finally they validate the material produced.
258 Teaching contents engineering Figure 3.3 shows the model of profiles described above. Figure 3.3 Professional arranged according to tasks Figure 3.4 shows the direction model, in this case without the definition of characteristics. Figure 3.4 Direction model. 3.5 Proposal We must think that the general description of a framework as the one proposed in this paper allows the adaptation to different types of e-learning projects. The only thing needed would be to modify those stages and sub-stages which may be necessary. Each entity or company must consider subjectively if they adapt their organizational and work structure to the project, or if they create a new one to develop it. Therefore, the proposal presented must be adapted to the organizational structure. This process must be adequate to each step when necessary. The methodological proposal developed in this thesis project divides the cycle of creation of teaching contents into four stages. Each of them is also divided into other sub-
Teaching contents engineering 259 stages, in which several tasks are developed. The learning objectives and the modules, as well as the documentation created, are elements which will make the process cyclical, allowing the maintenance of the system through updating, together with proposals for improvement and widening. This group of stages will make more visible the parallelism with which all the staff can work, resulting in a better use of the resources. It is important that all the members in the team understand this methodology and help the teachers to work following the guidelines. Thus, these guidelines will allow keeping the control and monitoring the project. The cycle of life is composed of four stages: Definition of the project, Planning of the project, Creation of the material and Production. All of them are divided into sub-stages which detail the tasks to develop. In some cases the definition of the project can be left aside, as the clients will evaluate the feasibility of the project after this stage and they will decide if it will be developed or not. However, these clients have usually done a previous study and have leeway in the budget, so that this stage will usually be implemented. Definition of the project. It is the starting point of the project. In this stage a definition of the project is made at a high level, establishing its objectives and aims. It is divided into three different stages: some preliminary research followed by an analysis and feasibility stage, to finish with the start-up of the project. Planning of the Project. It determines the agenda (Kerzner, 2005). It is the stage in which we will establish the tasks that are going to be developed by the working team and the resources needed. Therefore, it is divided into the establishment of the agenda and of the agents. Both sub-stages are highly influenced by the professional profile of the team that will work on the project, as well as by the available resources. All the issues related to production and techniques are solved in this stage. Creation of the material. From the first designs to post-production, it includes the tasks which will support the central nucleus of the project. All the teaching material will be ready to be edited in different formats, from the recordings to the software applications. All the learning objects created will be assembled and incorporated to the frames for which they were elaborated. Finally, they will be validated through the proofs planned. With regard to failures, we will establish priorities and they will be solved. Next, they will undergo the proofs again and afterwards all the material will pass to the following stage. Delivery. Finally, all the material will be available online to all the users. We must take into account that sometimes all the teaching material of a subject cannot be tackled in only one production cycle. At this level, a new stage in the cycle of the project will start. When
260 Teaching contents engineering widening the project, or creating new versions of the material in case that there are not further cycles, an advertising campaign of the project will be implemented. This way, future and potential users get to know the project. Figure 3.5 shows the general model of the creation of contents. Figure 3.5 General model Phases. 3.5.1 Project’s definition In this first stage we will develop the tasks that will mark the next ones. As we have seen, it consists of different sub-stages which happen sequentially. Figure 3.6 Project’s definition.
Teaching contents engineering 261 Preliminary research: the importance of this stage lies in the establishment of the limits of the project. Different tasks are developed in order to obtain information about the elements which form this initial research: Subjects to develop, studying their contents, objectives, methodology and teaching plans, as well as year, field and degree to which they belong; resources needed to study this degree and students’ profile. Teachers: number teaching the subject; contents that each teaches; personal and professional characteristics; work methodology and resources used in teaching. In all, we try to know the capacity to adapt to the creation and the use of this type of teaching material. Students: characteristics, centres they belong to and degree they are doing. It is important to know if they have enough resources for the access to all this teaching material. Also, it will be useful to know aspects such as their ability to adapt to new learning resources; and technical, social and cognitive abilities. Analysis and viability. We must identify the resources needed, both material and human, according to the range studied during the initial research. It is necessary to study the technical characteristics of the system for its development. Date bases, programming languages, technologies and design and content elements are studied and documented in order to estimate costs and maintenance. All this information will be used in the reports of the project’s viability, where technical and financial parameters will appear. These parameters will provide an overview of the use of resources and costs, with which the solvency of the project must be validated. Once the previous stages are finished and the viability checked, the project will start with the planning stage. Preliminary research Responsible Producer, project director, technical director, teachers Input Subjects docent project, information about teachers, information about students Identification and study of human and material resources Tasks Studies about the subject, teachers and students Studies about human and material resources Development requirements Reports Output Docent reports Reports about human and material resources to be needed Table 3.1 Projects definition. Preliminary research.
268 Teaching contents engineering Analysis Responsible Project director and technical director Deputy director, deputy technical director Input Material and delivery platform Tasks Questionnaires Collection and storage of information Output Detailed analysis Reports Table 3.10 Delivery. Analysis. Revision Responsible Producer, project director, technical director Deputy producer, deputy director, deputy technical director Input Analysis report Tasks New releases study New planning documentation Output Project final report Table 3.11 Delivery. Revision.
Chapter 4 4. Learning objects 4.1 A little of history Written texts and study guides have their format on the Internet: text documents, images, or presentations in digital format. Similarly happens with media: animation, podcast, or vodcast. And a large number of applications that are digital versions of tools used in everyday teaching: calculators, text editors, spreadsheets, task lists, and dictionaries converters, among others. Distance education over the past three decades has gone from simple learning systems that use small applications to web pages, and later, learning management systems that not only allow the creation and content management but also provide functionalities of Web 2.0. The correspondence, already used in 1840 by Isaac Pitman or in 1856 by Gustav Langenscheidt to teach languages, has been one of the predecessors of the use of email as a tool used in teaching. Other forms of communication: mail, forums, conferences and webinars also offer independence from time and place. Users can connect from any location both synchronously and asynchronously. It is difficult to know exactly who and when he coined the term learning object (Jalil, 2006), but its evolution, both in the development of contents and standards associated with them, was parallel to the web and building materials that are distributed using the same.
270 Learning objects 4.2 Learning objects There is not only one definition of learning objects. David Wiley, in his book Connecting learning objects to instructional design theory: A definition, a metaphor, and a taxonomy, define learning objects as: A digital resource that can be reused to support learning (Wiley, 2000). According to the definition of IEEE, currently the most cited, learning objects are: Digital or non digital entities, which can be used for learning, education or training (IEEE, 2002). The center for the excellence in teaching-learning processes defines them as: Interactive fragments of e-learning, Web-oriented and designed to explain a goal of independent learning (CET, 2006). All these definitions have in common and, of particular relevance, that learning objects are entities used in teaching-learning processes. 4.3 Metadata From the Greek preposition meta (Rae, 2009), after, beyond, adjacent, self and the Latin datum (Rae, 2009), that is given. Metadata, are defined as data that describes other data or information that describes other information. Since first working with learning objects, modularity, databases and labeling, became the elements that, currently, define metadata the same elements where still it is been working. 4.3.1 Learning object metadata Data models define the structure, constraints and operations of the various elements of an entity (Sommerville, 2005). They make use of two sublanguages: a data definition language (DDL Data Definition Language) used to describe the abstract data structures and integrity constraints, and a data manipulation language (DML Data Manipulation Language), used in the descriptions of the operations that manipulate data. Besides they use a query language or QL (Query Language).
Learning objects 271 There are several metadata standards for learning objects. The 1484.12.1:2002 IEEE (IEEE, 2002) proposes an open standard and internationally recognized: LOM. Its basic structure is described by different categories: General, life cycle, metametadata, technical, educational, rights, relation, annotation, classification. Figure 4.1 (IEEE, 2002) shows the schematic representation of metadata for learning objects. UML notation has been used to show the categories with their labels and relationships. Figure 4.1 Learning Object Metadata. (Original version). Representation of the hierarchy of metadata elements for learning objects. LOM. IEEE LOM (IEEE, 2002). Page 276 (zoom). There is a huge variety of digital elements that can be developed for use in the teachinglearning processes. It is also a very wide range of uses they have from the actual class support to conform the content of an online course. Wiley, on learning objects, writes... ... any digital resource that can be reused to facilitate learning. This definition includes any object that can be distributed using a network on demand, whether large or small. Examples of smaller reusable digital resources include text, images, video, audio, animation, or small Web applications. Examples of larger reusable digital resources are full Web pages that combine text, images and other elements ... (Wiley, 2000)
272 Learning objects 4.4 Competencies Although they are not a new term in education, their study began in previous decades. The definition of the Organic Education Law, Ley Orgánica de Educación (Loe, 2006) about competences require rethinking some aspects of teaching. From to know towards know how. From to learn towards learn to learn. We define the term as: Capabilities to be acquired to implement knowledge and skills, establish criteria, methods and techniques to solve problems and carry out activities in any field effectively. There are different types of skills widely documented in the literature (Paipa, et al., 2010). A collection of types comprising different levels: Core or generic competencies. Constructed and developed according to the mental structures of individuals, are used to interact with the social environment, solving problems previously unseen (MEC 2005). Citizenship skills. Are those cognitive, emotional and communication, which together with knowledge and attitudes, enable the citizen to act constructively in a democratic society (Escudero, 2006). Job skills. According to which, individuals play a productive role in work environments using different resources. Its purpose is to ensure quality in the achievement of results (Rodríguez, 2006). Transferable skills. Also called cross competencies they are used in all or in more than one professional field. They are generic and common to most professions. Integrate skills, personality traits, knowledge and values. (Rey, 1996) 4.4.1 Including the competencies in LOM As occurs with the knowledge and skills to acquire at each level in Bloom's taxonomy, for each of the learning objects a collection of competencies to be acquired by the student can be established. Using LOM, this can be done by adding tags to the educational category, or by establishing a new category. This last proposal is more appropriate, since this way you can maintain the structure previously seen, allowing the instantiation of a new class.
Learning objects 273 The category number 10. We will call it competencies. It will be the category in which we describe the learning object with respect to a particular classification of skills. For multiple classifications, should be used multiple instances. The labels used are: type of classification and competencies. Figure 4.2 shows the schematic representation of the competencies category included in the scheme of representation of metadata for learning objects LOM. UML notation has been used to show the category labels. Figure 4.2 Schematic representation of competencies category to LOM. Figure 4.3 shows the IEEE LOM schema including the new category for the competencies and its labels. Figure 4.3 LOM with competencies category. Representation of the hierarchy of metadata elements for LOM which include the category number 10, competencies. Page 277 (zoom).
274 Learning objects 4.5 Personalization of the learning process In the field of teaching, teaching schedules are defined as learning routes planned according to a schedule. The main objective focuses on the students to acquire a range of knowledge and skills following learning processes tailored to their needs. These routes are planned considering several factors: the objectives of the course, its contents, the student profile, the environment, and teaching resources used: learning objects and methodologies. In this thesis a proposal is made that includes systems and techniques widely studied in many areas of science. The data mining techniques, concepts such as privacy or expert systems, all of these resources, which are used separately in some teaching-learning processes, can be related to create a learning route builder. 4.5.1 Using data mining techniques What today is known as data mining addresses the need to exploit the knowledge stored in large volumes of data (Orallo, et al., 2004). It was from the eighties of the last century that due to the improvement in telecommunications and storage systems, the growth of these data has increased exponentially (Domenech, & Lorenzo, 2007). This leads to the need of tools to work properly with this information. Data mining is the process of extracting information from large databases through the combination of statistical methods, artificial intelligence and large volume of data processing, with the management of databases. The information extracted from the data is implicitly, ie, was previously unknown information. In the proper use of the word, the key term is discovery, commonly defined as detecting something new. A traditional definition is that by Fayyad: A non-trivial process of identifying valid, novel, potentially useful and ultimately understandable patterns in data. (Fayyad, et al., 1996). 4.5.2 Data privacy In recent years data mining includes a workspace called Privacy Preserving Data Mining (Verykios, et al., 2004). Arises from the need to use knowledge properly and ensure that the techniques used consider privacy. The definition of privacy is subject to the different
Learning objects 275 interpretations of it that can be done. These interpretations result in different techniques, but they all have in common that the results should not reveal private information according to the rules established by the European Community and the standards of protection of U.S. health data (HIPAAA rules). The privacy of data is therefore a very important aspect to consider when applying these techniques. Always keep in mind that a continuous process of monitoring the information and academic data accessed can be seen by users as a threat to their privacy. It is necessary that system users be aware of the existence of such monitoring and what are the purposes for which the information is collected. Personalized assistance is part of a concept called intelligent tutoring systems: ITS (Intelligent Tutoring Systems) or ICAI (Intelligent Computer Aided Instruction). For over three decades researchers in education, psychology and artificial intelligence have worked on such projects (Ong & Ramachandran, 2006). From systems to support high school students to military training, technology now facilitates the construction of intelligent tutoring. 4.5.3 Expert systems An expert system is a software application that solves complex problems. It emulates the decision-making ability of a human expert using specific knowledge. I. e. it makes use of knowledge to solve problems that normally require human intelligence (Turban & Aronson, 2001). 4.5.4 Learning routes builders The issues described in this chapter, facilitate the implementation of learning routes, customized teaching process. Starting from a collection of design rules with an input data set the decision making process can be performed and, this way, to provide one or more proposals for monitoring. For the extraction of knowledge will be used data mining techniques on metadata and the large amount of information stored in the system. The set of rules can be established by the faculty. A more in-depth study can lead to a rule editor that makes use of artificial intelligence techniques for building intelligent tutoring. This gives teachers more independence, now they can enter a set of rules in the system and create their own intelligent tutor.
276 Figure 4.1 Learning Object Metadata. (Original version). Zoom. Representation of the hierarchy of metadata elements for learning objects. LOM. IEEE LOM (IEEE, 2002).
Learning objects 277 Figure 4.3 LOM with competencies category. Zoom. Representation of the hierarchy of metadata elements for LOM which include the category number 10, competencies.
284 Projects selected and classified, establishing the organization of the content that students will follow. That is to say, the structure of the material is composed. Generally, this stage begins with a first design, detailing the visual content and a second design that details the course content. Report. There are two types of compositions to be considered: Scripts. They can be: technical scripts, which contain the information needed for recording, and teaching scripts, which lists the educational content of the recording session. Texts for lessons. These texts show the full and organized narrative of the contents of each lesson. Its main features should be its precision, accuracy and simplicity. Checks. Necessary for the correction of errors, its main objective is to include all the information that may have been overlooked in previous stages and make the appropriate modifications. The ideal is that all these reviews shall be made by other teachers who have not participated in the writing, or even students who have previously completed the course. Sometimes, depending on the subject or depending of the teacher it may be appropriate to perform more than one review in the different phases. Educative content creation. Once collected all the material and after reviewing scripts and texts, video recordings are made. During the first recording session tests are usually done. The teachers study and check the audio quality, video, and their action. This includes expressions, possible taglines, mode of communication, and verbal and body language, among others. This offers the possibility to check how their classes are and to make the appropriate corrections. Post-production. The original material recorded, is edited using resources such as texts, images, animations, audio and other videos. Subsequently it is rendered applying different effects. The montages require a structured way of working which begins with the material composition and ends with the dump in the appropriate format for delivery. Test. Test benches are applied to check the proper functioning of the material produced and how it will become available to the students. The determination of these tests has a strong correlation with the material to evaluate, but the right method will be to create templates and apply them individually. Figure 5.2 shows the methodology used for developing audiovisuals. Generally, the timeline is shown in weeks and parameter estimation and delay are in days.
Projects 285 Figure 5.2 Methodology of audiovisual content creation. These steps followed in each module of the project, are similar to those used in software engineering. They are based on the traditional model or waterfall model, where each phase begins once the previous one ends. For each subject a group of requirements and definitions is set, but the entire development team knows from the beginning that changes are not only inevitable but also desirable. Interactive software applications The software applications are developed with the aim that students interact with them. This way the student can create a mental model of the operation of the object to study. The learning process, in this case, is not simply to read and memorize a concept but to manipulate and understand the behavior of the tools that simulate these concepts. In the process of creation, as with audiovisual content, the role of the teachers is essential. Their opinions and preferences are very important to be considered when implementing the software.
286 Projects Stages of the process: Planning. The agenda is structured to run the first cycle of the process. Teachers and the development team establish meetings to determine the applications requirements. Analysis. Using the information gathered in the first meetings, analysts-programmers work on the analysis for the first prototype, documenting the user and software requirements. The recording manager prepares the material in those cases that require the development of multimedia objects. Recordings. These are made only in cases where the application is accompanied by audiovisual material. Later, a post-production stage is carried out as detailed above. Prototype development. Using the documentation generated in previous phases, programmers develop the software, implementing all the specifications, patterns and designs created in the analysis tasks. Test. Unit testing is performed and then the prototype is accessible, via the Internet, to teachers in order to evaluate the material and make comments they consider relevant. Documentation. All documents generated are stored. On the one hand, the documents related to the implementation, and on the other, documentation related to recordings. The goal is to make maintenance for new versions easier. Monitoring. The prototype should have all the characteristics defined in previous stages. At this phase features are tested by teachers. In case of new functions or demands made by teachers, these requirements are documented, to prepare a second cycle. Planning. The agenda is structured to run the second stage of the process. These two stages can render the process cyclic. The steps taken in the development stages are similar to those used in software engineering. They are based on prototyping and spiral development models. These are evolutionary models that start with the overview of requirements and objectives in which the definition is more specific after the first version of the prototype. From the experience gained in this project two matters may be highlighted: Applications are generally small enough to obtain the final result with a single prototype, i.e. the execution of only one cycle. This way, some of the disadvantages of this approach can be salvaged such as the possible expectations of the client or making unwise decisions.
Projects 287 Along all the official calls no software applications have been developed using interactive audiovisual content, although in the methodology it is included. But it is quite common to edit videos which in some part of them, uses interactive applications. The combination of these two is made on post production phase, en the creation of audiovisual material. Figure 5.3 shows the methodology used for developing interactive software applications. Figure 5.3 Methodology for the development of interactive applications. In the detailed phases of the project the proposal put forward in this thesis is used, but with some flexibility as it has been adapted to the available resources. A clear example is the professional profiles. There is only one director, who in most cases acts as a producer and supervises the tasks of each phase. They have also been chosen to separate the creation of multimedia and software. In fact, each of them though belonging to a common agenda is developed with different life cycles. Both processes can be performed in parallel. Regarding the software, the developments’ documentation is completed with diagrams of the Unified Process. From the structural UML diagrams class, object, component, and deployment have been used. From the Behavioral diagrams, the activity has been used. Finally, from Interaction diagrams, the sequence one. This subset was selected in the project’s description phase according to agility criteria. The selection is a sample used to document the components, their relationships and sequencing established between them.
288 Projects 5.2.2 Features Innovation has been one of the main objectives of the project since its inception. After studying various existing e-learning projects at the moment of start-up, it, raised the features that endow it with new capabilities and broad appeal as an area of study. This establishes the difference between these projects from those that are currently used in schools. Multimedia learning management system The main difference lies in the management of system resources and the processing of information, from a point of view that will facilitate to incorporate features of Web 3.0. Among the features that make the difference are interactive video streaming 12 of the recorded classes in multimedia format and their control, as well as the use of interactive applications available through the web. In both, the usage data is stored in order to apply data mining techniques to study the incorporation of intelligent agents. These services allow teachers to not only the configuration of content but also to monitor the students' work for guiding them through the teaching-learning process. Image 5.1 Prometeo. Main screen. The web platform is designed to offer a variety of teaching tools with new educative possibilities. Example of these are the following modules: 12Multimedia content broadcasting, on demand, through Internet. It is a delivery method that allows the visualization of this kind of content directly on the web page, with no need of a previous download.
Projects 289 The video player This the module used to view the classes. You can access the class at anytime, anywhere, using various types of devices, because they are available over the Internet. The player displays the video and below it is a time bar that indicates the sections seen by the student. A video segment is considered watched when the student has been paying attention to the content of the lesson. To obtain this information the player asks a question that the student must answer. The minutes where these questions are released, are called control points. If the answer is correct, the player stores the video segment from the last control point, where the answer was right, to this one. Otherwise the player deems the video section not watched. This activity of the player is called visualization control and is equivalent to the questions, generally simple, the teacher asks in class to know whether students are paying attention. The teacher indicates, for the time intervals he/she considers, which questions from a group are displayed to the student. The selection of these questions is random, thus, each time the user views the video (the same user or different ones) the questions may vary. It is also a teacher's choice to activate the visualization control. Image 5.2 Prometeo. Video player.
290 Projects Questions management This tool provides important information. Students can ask questions to the teacher from a dialogue box accessible under the video player. The most asked questions, information that is stored, can provide information about the parts of the lesson where there are more doubts. This allows the teacher to revise that part, explain it better or show more examples. ,otes The player allows the user to take notes on the video or lesson at the time instants they consider, either because they have doubts, because they want to remember something in particular or any other reason. On the platform, in each lesson they can add annotations and save them in points and certain elements of the agenda. These notes can be later retrieved, modified, deleted or new ones created. Indexing can go from one to another and be managed from a simple menu. Interactive software applications They are small modules, software applications that allow students to manipulate tools that simulate learning objects. Many of them offer theoretical information that explains their behavior in each scenario. Usage information saved allows teachers to track students. This is equivalent to notes taken by the teachers in practical classes when observing the use the students make of the educational material. As separate modules, all the described above, are similar to a black box viewed solely in terms of its inputs and outputs. Its internal operation is part of the project documentation and is completely opaque to the user. Users The multimedia learning management system developed in this project proposes users with different profiles such as: administrator, teachers, students and guests. The administrator has all the capabilities to establish policies, actions and rules on data processing and management of features of the web platform by other users. Teachers will work in creating and shaping their educational projects. They will manage and organize the various resources of the web platform including annotations, pictures, videos, interactive applications, questionnaires, exercises or tasks. From their menu they can
Projects 291 control student participation and progress, as their access to the contents allows monitoring the teaching-learning process. Moreover, students can pursue an entire course. Using available digital material and evaluating their results through questionnaires and test. Other tools like calendars, task management, calculators or diaries will allow them to customize their work o the environment. The guest profile is created so that other teachers can access the course content and assist in the evaluation of tools, brainstorming or simply to further participation in other editions of the project. Image 5.3 Prometeo. User’s view. As described, the focus of this project is very different from others previously implemented. The service offered facilitates teachers participating in the creation of their proposals. They can work with a professional team that will help in the selection and development of these tools. Students are offered a wide range of teaching resources of a varied nature. So they are more independent in learning and can track their own teaching-learning process, obtaining statistical information that shows the results of their work. 5.3 IESCampus project The innovative educational project IESCampus was born in 2009 out of the studies described above after the PROMETEO project. IESCampus proposes a complete learning management system focused on teachers, students, their parents and administrative staff of high schools. Its main objective is to provide all resources necessary to achieve high quality training in
292 Projects Secondary Education and Baccalaureate. Everyone involved in teaching-learning processes at this level has detailed, clear and rigorous academic information. This information pertains to each institution registered in the system and displays the status of the learning process achieved by the students. It allows them, their teachers and parents to track their performance and the knowledge acquired. One of the main contributions of this e-learning project has focused on meeting the educational gaps created for low income or disadvantaged students whose social environment hinders the access to higher quality education or students with special needs. After the experience gained previously, studied methodologies have been applied both for management and for the creation of quality resources. We have worked on the proposals made whose results were used to control deviations and as feedback on the process of incorporating new subjects. With respect to the project PROMETEO, has taken into account a number of differences. Among them, these can be highlighted as the most important: The previous project only focuses on the learning content management system and teaching materials. In IESCampus the whole process of the administrative management of a secondary school is incorporated. The content developed considers new teaching methodologies, and the study of learning pathways using data mining techniques. The content for high school students must be of adequate size and must explain concepts directly and clearly. If in the university teachers can create videos of thirty or forty minutes' duration in secondary schools there must be the consideration to prepare materials with the appropriate size according to the student's age. The generations that are currently attending secondary schools are digital natives; they can pay attention to different sources of information simultaneously. That is why the content should be attractive and provide direct messages. The teachers of the university community who have participated in PROMETEO are involved in all phases of the development of content and form part of the project team. They are the teachers who subsequently will make use of the teaching materials. However, the high school teachers use the learning platform whose contents are already produced. For this reason the planning of courses and educative objectives are established by the teachers hired for the content development and review.
Projects 293 The delivery of educational materials, expertise and relationships can be established between students, teachers and parents in several ways. The groups that can be created are complex enough to consider the system as a social network. Thus, communities can be established between teachers and students of the same school or different institutions located anywhere in the world. The involvement of parents in the teaching-learning process allows new modes of communication between all stakeholders. The student has not yet come of age; therefore, the information about their educational performance is very sensitive in our current data protection system. The organic law of data protection, which is currently governed by the Spanish state, has been applied at all levels. 5.3.1 IESCampus production methodology The production methodology pursued is similar to that used in the PROMETEO project, although the documentation, which has been governed by agile methodologies, has reduced the number of diagrams used. This is another example of adaptation of the proposed methodology to the characteristics and resources that a company or institution can count on, when implementing these projects. Project’s definition Previous phase. An initial study has been conducted on the feasibility of the project, including an advertising campaign. For this it has been introduced in several secondary schools, public and private, of the Canary Islands in order to raise awareness of the platform and how to use it. Similarly various presentations have been made to various public institutions to investigate the possibility of a wider delivery. I. Content specification phase. The professor now belonging to the development team, works on determining the contents of the subject. These contents should always been established in accordance with the law of the region where it will be used or raise them as separate modules which will later be used in conforming courses. A study of objectives, and methodologies to be used is done. In conjunction with technical staff specific technologies are examined, if necessary for the requirements of the teacher, because in the feasibility study of the work of the previuos has been done in this regard. Project’s planning II. Agenda and agents. Recording sessions. The teacher outlines the recording sessions, after having developed the scripts, recorded routes and gathered all the necessary
300 Projects Image 5.10 Videos. Screencast. Studio recordings They usually are recordings whose duration depends on several factors: content, teacher preferences, student profile, or objectives, among others. They are made in a recording studio equipped with the necessary technical means: furniture, lighting, audio system, or teleprompter. There are several types of recordings that are chosen according to the material to be mounted: Recordings using blackboard. The teacher uses a blackboard on which make notes, drawings or graphs. The format is the same to that used in master classes in this type of narration the same conversational tone as in classrooms is acquired. Image 5.11 Videos. Studio recording. Blackboard.
Projects 301 White background. The professor, sitting or standing, speaks to the camera following a script. The background is white. With this type of recordings subsequently a montage will be made including images and text of the script. Generally, static or animated presentations. Image 5.12 Videos. Studio recording. White background. Chroma key. The teacher, sitting or standing, speaks to the camera following a script. The chroma key technique allow, in the post-production phase, adding the images that will be part of the background. Image 5.13 Videos. Studio recording. Chroma key.
302 Projects Dialogues. Involving two teachers or one teacher and one guest. Some pose as the exposition of a theme or a section between two partners and others are interviews with experts. Image 5.14 Videos. Studio recording. Dialogues. Image 5.15 Videos. Recording in an auditorium. Experts. Recordings in labs or classrooms A previous visit to the place of recording should be made as well as the knowledge of the recording, where there will be stops according to the script, and what kind of stops will be.
Projects 303 Image 5.16 Videos. Recording in labs. Recording in exterior locations As for recordings in laboratories or classrooms is necessary to visit the location before recording to know about the material that will be needed. Lights, types of cameras, tripods and objectives among others. Image 5.17 Videos. Recording in exterior locations. Visits to factories, businesses, museums, or locations where to see flora, soil types, buildings or construction structures, among others, are part of such contents.
304 Projects 5.5 Experience Following the experience gained, several matters of interest must be pointed out: The specification of models that make use of software engineering techniques and multimedia production is both feasible and advisable. It facilitates the achievement of objectives, the correction of deviations, resource planning and quality of results. These models give each item significant value within the process, which ensures strength to achieve a robust and analyzed product. It makes overview of the process as a whole and in phases: from the work load and resources required for all tasks of a phase, to the significance which each of these tasks can have individually. Although the implementation is sequential, the measurement that is going to be obtaining results in one stage is advisable to pass on to the next one. Working on tasks of different phases concurrently, allows monitoring of time constraints, throughout the process.
Chapter 6 6. Evaluation 6.1 Experimental evaluation The experimental method is currently one of the most effective empirical methods. Once the tests are done, and whatever the outcome, we obtain the data under study. The logic used in this thesis, the experimental logic, has been raised by observing the elements of the projects and relationships between them (Popper, 2004) (Bunge, 2000). The measures discussed in this chapter correspond to the first project, PROMETEO, as it is in this where initially the proposed methodology has been initially applied and refined. 6.2 Domain measures The project has been developed at the University of Las Palmas de Gran Canaria. The university accommodates more than 1500 teachers, 36 departments, 34 grade’s degrees, 19 master's degrees, 14 doctoral programs, online degrees, graduate diplomas as well as special training programs. The work necessary for the development of these projects has been done by a multidisciplinary team of 5 people plus the teachers of the subjects that can range from 1 to 4. In some exceptional cases the number of faculty members could reach 7 including assistants. A project manager, a systems analyst-programmer, a designer-programmer, an audiovisual technical director and an audiovisual technical assistant.
306 Evaluation Official calls The following table shows the figures in terms of participation and content production of the different calls of PROMETEO. Official Calls 2008 2009 2010 2011 Subjects 23/26 27/27 17/17 19/22 Teachers 28 54 28 40 Departments 17 14 13 14 Multimedia production Educative contents 59h20m 45h36m 62h44m 61h30m Recording 212h7m 373h23m 250h32m 347h10m Interactive software applications development 13 8 16 21 Table 6.1 Data field. PROMETEO. The row which indicates the number of subjects represents the number of subjects for which content was developed in that official selection regarding the number of subjects who applied to participate in the project. The percentages considered exceptional cases are: regarding the recording hours, from the total hours of recording the percentage that represents the number of hours in outdoor locations is quite low, averaging 12.5%. Regarding the subjects requested and finally developed, in only two of the subjects requested to selection was the material unfinished or tasks not performed. In both cases, the percentage is less than 1.2%. With respect to the departments, only 0.5% of subjects have material created by teachers who belong to different departments. When considering the increased functionality of the learning platform, in the first official call the platform was developed with most of its current features. In subsequent official calls apart from some additional requirements by the teachers, the rest of work was devoted to maintenance tasks, the improvement of some of them, and their adaptation to new versions of software i.e. programming languages, databases or operating systems. 6.3 Domain analysis As demonstrated, the results presented in this chapter are general information about the measures taken over four official calls of the project during the years 2008, 2009, 2010 and
Evaluation 307 2011. The methodology proposed and used in these developments is the result of a series of studies of these measures in each of its stages, and quantitative analytical studies to evaluate and assess risks and tolerances. They have resulted in decisions such as changes or combinations of the functions performed by team members, updating resources, or changes in planning. The main factor of analysis has been the production of content. As we can see this production has remained stable over the different developments. That is to say, the correlation between hours of recording and hours of production has remained stable, even with variations in some parameters. The variations that have been detected, such as the involvement of teachers or number of subjects has not been a significant change in production. This is not only due to a compensation, but also the use of a planning and a methodology which enables the achievement of goals under real parameters. In this case we refer to objectives such as team productivity and product quality. 6.4 Satisfaction measures The production evaluation, as seen, is quite simple and can be performed through numerical results. From their ordination and analysis the conclusions drawn can be considered strong enough. But we must inquire how to assess the feelings of teachers and what measures would be taken if the project went differently. Ideally several universities would develop the same project with different methodologies. Or perhaps a group of teachers with the proposed methodology and contrast group without any methodology, since this is the first proposal made in this regard. This would allow comparisons to be made, but the implementation of these projects is not only complex in its organization, but also expensive in terms of resources. Furthermore teachers can not currently develop quality material with the techniques used. Therefore more subjective tests have been done. Although some elements such as the number of questions to ask, the questions themselves or the ranges of responses are critical factors, in the final outlook teacher feelings are interpreted along with their opinions and impressions gathered throughout the process. After the tasks performed in the different official calls, meetings, recordings, reviews, implementation and subsequent work with students, and also considering the experience of teachers who participated in the project, a questionnaire has been produced to establish the general degree of satisfaction. In all cases the questionnaire was done after interviews with them and after their
308 Evaluation participation in the project. The selected group of teachers represents all profiles that have worked in all calls. The first question is intended to show whether the teacher is interested in finding and developing new teaching tools. The questions number two and three allowed the assessment of whether it has been possible and if they have made a change in their methodology. The fourth elicits their opinion about their integration into a multidisciplinary team. The last one allows them to express what feelings they have with regard to teaching material in comparison with that used so far. Importantly, these questions, although clearly subjective, are intended to establish not only the level of satisfaction with the final result of the work, but also if they have been motivated and if this has facilitated a change in their working methods. All these parameters are intended to generally determine their feelings about the final outcome of the project. Questionnaire: Before participating in Prometeo, had you generated any kind of audio-visual or interactive educative material? Maybe aided by author or web software (hot potatoes or similar type), or some video recorded and edited with any teaching tool (Windows Moviemaker or iMovie on a Mac). Yes / No / High /Low Has Prometeo allowed you to discover new methods of delivering your teaching? Yes / No Do you think that after your participation in Prometeo, you now have more information regarding the use of interactive and audiovisual materials in your teaching? Yes / No / High /Low How much do you value working with a multidisciplinary team to develop content for your course? 1..10 Would you ever return to using exclusively traditional teaching materials (Powerpoint)? Yes / No / Both 6.5 Satisfaction analysis Questionnaire The results of the first question demonstrate a majority of negative responses, a percentage of 88.8% versus 11.1% positive. From this it is concluded that most teachers have no experience with audiovisual and interactive content editing tools. In this case it is not about
Evaluation 309 the edition of animations, slides or documents. The multimedia software for editing or creating software is more complex to manage and requires high level expertise. Having consulted some teachers it is also true that even with this knowledge, most of them feel that their work should focus on teaching and not the creation of such technical material as this, without help. Considering the results of the second question it must be stressed that the low percentage of negative responses, 22.2% vs. 88.8%, in most cases is because teachers have not yet begun to use the material as it is still being recorded. The high percentage of positive responses is due to most teachers, who participated in the first official calls, making use of the material. The results of the third question are linked to the second. Percentage values 11.1% and 55.5%, a slight majority, for high and yes answers. According to this response, the teacher sees their path through the project has helped in the use of audiovisual materials in teaching. This represents a high value, compared to 33.3% of the response low. In the fourth question, the value of joining a multidisciplinary team for the development of materials is highly valued between 0 and 10 for 88.8% of the responses correspond to between 7 and 10. Teachers envisage, therefore, doing this type of project working together with a group of professionals. Not only because of the final product, but also technical vision that a team of these characteristics can offer and the number of tools and demonstrations they have been able to observe and evaluate before proposing theirs. Regarding the last question and their vision of the exclusive use of traditional materials, 66.6% corresponds to both response and 33.3% negative response. Therefore, a positive response 0% clearly suggests that they will not only use traditional materials. All responses are therefore conclusive in determining that their participation has in the project been success and the incorporation and use of these resources in their teaching. 6.6 Perspectives The observation and analysis of the various working sessions have been widely used in order to get an overview of the project progress and the arrival at conclusions. One of the objectives proposed by establishing a methodology and production work was to obtain quality educational content. In the creation of these contents the use of new technologies in both is appropriate: the development of innovative education platforms and the production of multimedia and interactive content.
316 Conclusions, contribution, future work To provide the proposal with greater strength a versatile structural model is defined, which facilitates the achievement of the relevant features presented throughout this document. This organization promotes the description and modeling to help in the design and development of educational tools for the creation of contents and their distribution, as well as monitoring the teaching-learning process. • Projects Two educational projects have been developed for the evaluation, the first of which for the university community and the second one for high school students and teachers. Both have been the experimental frame for ideas, tools and ways of working with a high level of innovation in the field of e-learning. With the studies made and further evaluation we can see that planning them according to this methodology facilitates the implementation, integration, maintenance and use thereof. In parallel several projects have been implemented, simple projects related to the creation of innovative technological tools for teaching. This has allowed experimenting and developing policies on the timing and use of resources, as well as determining ways to create and bring to use these teaching tools within a larger project. Similarly to establish and verify how to perform activities that facilitates the extensibility of a given project. Finally, it is noteworthy the valuable material provided by the tests made. Their study has provided an initial input on the implementation of the proposals. Measurements have allowed redirect some of the work lines thereby improving methods, processes and final product. • Learning objects Aiming to create these learning objects like pieces of a puzzle, it has been studied how to provide them with a number of features that gives this modular nature. With this, the system is provided with a greater ease of handling, detection and error correction. On the other hand, it is proposed an amendment to the standard LOM to include a new category called competencies, which allows classifying and searching of learning objects according to the competencies that their use confer to students.
Conclusions, contribution, future work 317 7.3 Future work E-Learning projects are dynamic and complex systems. Its ever-evolving gives them a multidisciplinary entity capable of being studied from different perspectives. They are, therefore, several work lines to be followed. The most relevant include: To advance in the proposal, working on larger projects, which are adopting new tools, forms and processes. Projects where to identify new needs in education at any level and where to implement the most appropriate solutions to these needs. Posed as a challenge of great interest are those that can be developed in an international framework for the set of parameters that should be need to study and the wealth that always bring projects of this nature. To study the automation of all processes capable of being, facilitating the development of prototypes, modules and final products. Should not be forgotten that the execution of certain activities or tasks, in some cases, can be a profitability problem, therefore, a complete study of them can determine the relative importance in the outcome. The use of artificial intelligence, specifically intelligent agents in the field of elearning. The study and construction of intelligent tutoring systems that from different perspectives, allow validating the creation of rules and their implementation. In a subsequent step the configuration of this tool, allowing teachers to set up their own tutor according to the objectives of the subjects and the profile of their students. The approach of the concept of engineering to the design of e-learning projects, specifically, the creation of a modeling language in order to progress from early specifications of the design to their implementation. The main objective is focused on generating all the documentation facilitating the verification of model performance, each of its components and the relationships and dependencies between them. Component libraries. In this thesis, modularization is presented as one of the key objectives in developing an e-learning project. Although currently we are working on it, is of great interest to improve the creation of standard libraries of reusable components. Modules that perform their tasks by providing services to other modules or to the core of the project. The study and comparison of different learning systems from different points of view: from the technological to the social, through the methodological one. This proposal
318 Conclusions, contribution, future work suggests two new LMS, created for the projects evaluated, which manage multimedia elements and learning objects that provide users with high interactivity. Both offer a wide field of study. Once a project is completed and after its implementation, the information gathered can be organized in order to make deeper studies, both for the field of secondary education and the university. Its impact in areas such as academic, pedagogical, social, or cultural can also be subject to investigation and analysis.
The achievements, large and small, made over the history of mankind are due to learning in all its forms. Innovate, should always be part of the educational process, because education, from their different sides, is a key part of our future and that of future generations. With this work we try to contribute with new creative and innovative ways in the teaching process. A link between engineering and educational projects.
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