Clei2002

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Clei2002

  1. 1. Una Metodología de desarrollo de Sistemas Tutores Inteligentes Marco A. Coral1 - David Mauricio1,2 1 Facultad de Ingeniería de Sistemas, Cómputo y Telecomunicaciones Universidad Inca Garcilaso de la Vega, Av. Bolívar 1848 – Pueblo Libre, Lima, Perú 2 Facultad de Ingeniería de Sistemas e Informática Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Av. Germán Amézaga s/n, Lima – Perú 1 mcoral@uigv.edu.pe, 2 dms_research@yahoo.com AbstractAn Intelligent Tutoring System (ITS) uses intelligent systems to attend the student whom it one by one requires of atutor and it guides him in their learning, being software of complex nature and with educational objectives. The presentwork proposes a Methodology of development of ITS based on a teaching-learning model supported by a model ofdesign instruccional, and the methodology RUP adapted a teaching-learning model.Key words: Systems Intelligent Tutors, RUP, teaching-learning Model, Design instruccional. ResumenUn Sistema Tutor Inteligente (STI) utiliza sistemas inteligentes para asistir en forma personalizada al estudiante en elproceso de aprendizaje, siendo un software de naturaleza compleja y con objetivos educativos. El presente trabajopropone una metodología de desarrollo de STI basado en un modelo de enseñanza-aprendizaje soportado por unmodelo de diseño instruccional, y la metodología RUP adaptada al modelo de enseñanza aprendizaje propuesto.Palabras claves: Sistemas Tutores Inteligentes, RUP, Modelo de enseñanza-aprendizaje, Diseño instruccional.1 INTRODUCCIÓNEste trabajo propone una metodología para la realización de un STI, utilizando como base el Rational Unified Process(RUP) adaptándolo al ámbito educativo, se utiliza el RUP por ser orientado a objetos, abierta y adaptable al desarrollode diversos tipos de software, se toman consideraciones pedagógicas propias de un Software educativo como el modelode enseñanza-aprendizaje a utilizar y el diseño instruccional, este método facilita la colaboración y la participación deexpertos en diferentes áreas del conocimiento de manera organizada para lo cual se establecen ciertos criterios iniciales.La propuesta en mención consta de dos etapas bien diferenciadas, la etapa pedagógica donde se propone un modelo deenseñanza-aprendizaje utilizando un STI, el cual define un modelo de diseño instruccional para elaborar el curso oprograma educativo a impartir y la etapa tecnológica donde se define la metodología de desarrollo del STI, asociados alos requerimientos y condiciones establecidos en la parte pedagógica.Para elaborar esta metodología se ha tomado en cuenta los puntos críticos concluidos de las investigaciones realizadasen la fase previa a la propuesta, las cuales pueden resumirse de la siguiente manera; Para los STI la utilización delsoporte Web para llegar a los alumnos es vital, se debe utilizar una interfaz Web, capaz de brindar facilidades en lanavegación, interacción rápida con el usuario y una adecuada presentación de contenidos, un STI debe tomar en cuentaque los procesos de enseñanza y aprendizaje deben basarse en los enfoques cognitivos y el paradigma de enseñanzaaprender a aprender, el desarrollo del STI debe permitir un trabajo Multidisciplinar donde se puedan integrarprofesionales de diversas especialidades para brindar sus aportes y experiencias en beneficio del STI, del mismo modoel STI debe ser capaz de adaptar sus estilos de enseñanza a los diversos modelos de educación a distancia, llámese E-learning, B-learning entre otros.En el siguiente punto se muestra un resumen del estado del arte de los STI, empezando por las definiciones básicas, suevolución y su estructura, seguido en el punto 3 de la propuesta a un nivel generalizado y el modelo de enseñanza autilizar con un STI, en el punto 4 se hace un detalle a las fases de la propuesta seguido de las conclusiones y lasreferencias.
  2. 2. 2 LOS SISTEMAS TUTORES INTELIGENTESSegún [29], [26], un STI “es un sistema de software que utiliza sistemas inteligentes para asistir al estudiante querequiere de un tutorizado uno a uno y lo guía en su aprendizaje, adicionalmente posee una representación delconocimiento y una interface que permite la interacción con los estudiantes para que puedan acceder al mismo”. UnTutor Inteligente ayuda a diagnosticar el estilo del estudiante a un nivel mas individualizado y determina el estadoactual del estudiante, con esta información son capaces de realizar ajustes en los contenidos y la forma de enseñanza,el STI debe llevar a cabo la tarea de tutorizado adaptando diferentes modalidades o estrategias de enseñanza, deacuerdo al estilo de aprendizaje que revelara el estudiante.Los STI se desarrollan en los años 80, con la idea de impartir conocimiento basándose en algunas formas deinteligencia para guiar al estudiante en el proceso de aprendizaje [32]. Estos sistemas tienen su base en los sistemas deenseñanza tradicionales desarrollados antes de la aparición de los primeros STI, se conocen con el nombre de CAIs(Computer- Assisted Instruction – Enseñanza Asistida por Computadoras). Inicialmente los STI se clasificaron en dosgrandes categorías; aquéllos orientados hacia la simulación de dispositivos donde se incluye el aprendizaje deambientes de modo instruccional y aquéllos basados en un plan de estudios tradicional. Según [34] la clave paraidentificar las diferencias importantes entre los STI es el dominio del conocimiento, los cuales no están relacionados deforma específica u orientada para poblaciones estandarizadas de estudiantes, tomando en cuenta los dominios y lascapacidades que presentan estos sistemas [33] las clasifica en 7 categorías bien definidas las cuales son utilizadas yestudiadas hasta la fecha [32], [21], [36]. En cuanto a la estructura que maneja un STI podemos encontrar en [35], [32],[6], [29], [37] un detalle básico de la misma, la cual consiste en tres módulos que se comunican e interactúan entre sí,estos módulos son: x El módulo de dominio del conocimiento, llamado también modulo del experto en la materia, según [53], [38] este módulo contiene la representación del conocimiento que va ser comunicado, es decir una descripción de los conceptos y las habilidades que se van a transmitir al estudiante, hay que destacar que este modulo no tiene una generalización en la implementación ya que los autores proponen diversas formas según sus requerimientos. En [40] se presenta una estructura del modulo del dominio compuesta por Unidades Básicas de Aprendizaje el cual se compone a su vez por otros componentes conocidos como Objetivos Instruccionales (OIs), Conocimientos, Problemas Resueltos, Galería de ejemplos y Explicaciones, mientras que en [39] se detalla una estructura con los componentes parámetros del sistema, conocimiento y elementos pedagógicos. x El módulo del estudiante tiene como propósito proveer información sobre el conocimiento que tiene el estudiante en la materia, esa información será usada por el modelo pedagógico, el cual la compara el conocimiento que tiene el estudiante sobre el dominio, también compara con el conocimiento del experto para determinar cuáles son los caminos posibles que la sesión puede tomar y así brindar la guía apropiada. Este modulo se deriva paulatinamente por medio de la interacción del estudiante con el sistema de la misma forma en que el maestro puede determinar cuáles son los aspectos de la materia que el estudiante domina y cuáles los que todavía no domina, el modulo del estudiante también identifica esos aspectos y distingue las versiones correctas de las incorrectas, necesarias para remediar las fallas del estudiante, este modulo da como resultado un diagnostico, con lo cual se determinara la forma en que se va a guiar al estudiante. La estructura de este Modulo puede variar dependiendo del diseño planteado, según nos muestra [40] y [39]. x El módulo Pedagógico contiene la representación del conocimiento experto en los ámbitos relativos a procesos de evaluación, enseñanza-aprendizaje [39] aprendizaje humano y metodología de enseñanza. Este módulo determina los planes instruccionales, interpretando el modelo del estudiante con respecto al dominio [42] y [6].Estos módulos trabajan de la mano con una interfaz, la cual en sus inicios solo era considerada como un medio deacceso y sin gran importancia en el desarrollo de la arquitectura del STI por considerarse un problema resuelto desde elpunto de vista del diseño y la metodología, en la actualidad debido al desarrollo y propagación de los entornos Web hacobrado gran importancia para la presentación e interacción con el usuario [18]. Este módulo sirve de intermediarioentre el STI y el estudiante, debe ser amigable y fácil de utilizar, del mismo modo debe estar dotada de múltiplesmedios de comunicación, eficazmente integrados y combinados para lograr una enseñanza adaptada y eficiente.Algunos autores la llaman "Interface Multimedia", por contener los mecanismos de representación (imágenesanimadas, imágenes estáticas, sonido, lenguaje oral, lenguaje escrito, reconocimiento de voz, etc.) para la realización detareas que el sistema propone al sujeto [52], para su diseño existen diversas metodologías orientadas al trabajo en Webentre ellas podemos mencionar a RMM (Relationship Management Methodology), OOHDM (The Object-OrientedHypermedia Design Model), SOHDM (Metodología de Diseño Hipermedia Orientada a Objetos), WSDM (Método deDiseño de Sitios Web) [Web Site Design Method] , WAE-Proceso Conallen (Extensión de Aplicación Web para UML) 2
  3. 3. [Web Application Extension for UML – Process Conallen], IBM OVID (Object, View and Interaction Desing) (Objeto,Vista y Diseño de Interacción) por citar algunas importantes. El modelo tradicional de un STI consta según lo expuestode módulos que modelizan el conocimiento a enseñar el cual esta plasmado en el modelo del dominio, el seguimientode la actividad del estudiante detallado en el modelo del estudiante, el conocimiento pedagógico plasmado en un planinstruccional de acuerdo a un modelo pedagógico y la interfaz de comunicación con el estudiante. [36] Módulo del Estudiante Módulo Interfaz Pedagógico Módulo del Dominio o experto Figura 1. Arquitectura tradicional de un STI.Aunque este modelo no es único ya que diferentes autores adaptan e integran diferentes módulos para añadirle mayorfuncionalidad, en [50] podemos distinguir una variación en el modelo tradicional de STI, en el cual aparece un modulode dialogo (Interfaz), tratado directamente como un modulo parte del STI, el cual es el encargado de la presentación delos contenidos, mientras que en [51] a la arquitectura clásica se le añade un nuevo componente conocido como sistemade teleformación, el cual se encarga de la gestión y administración de alumnos y cursos de manera individualizada, masun componente llamado Estudiante responsable de la interacción con el STI a través de una interfaz gráfica quepresentara los contenidos, en [36] se hace referencia a la inclusión de un nuevo modulo conocido como el modelo delinstructor el cual examina la actividad de cada instructor para orientación en la entrega de nuevos contenidos oactualización del dominio, aunque se debe señalar que esta función ya esta contemplada dentro del modelo pedagógicotradicional, por ultimo en [52] se presenta una arquitectura que incluye un modulo conocido como “Interfasemultimedia inteligente” el cual contiene mecanismos inteligentes de representación de contenidos. Podemos observarque la estructura de un STI no es única, por tanto la aparición de nuevos modelos dependen exclusivamente deldominio y del desempeño que se pretenda del STI, lo cual determinara el grado de complejidad del tutor.Los STI varían considerablemente en cuanto a su arquitectura, su alcance y la forma de construcción, no existe unmétodo único para construir STI, muchos de ellos se basan en consideraciones de acuerdo al uso que se le va a dar,existen muchas técnicas que se utilizan en la construcción de los módulos [43], [44], [45], y modelos [29], [32], [46],[47], [40] utilizados aunque en la actualidad los mas comunes son los orientados a Web [48] por lo cual utilizan en sudiseño conceptos de hipermedia [49], [10].3 LA PROPUESTA DE UNA METODOLOGÍA DE DESARROLLO DE SISTEMAS TUTORES INTELIGENTESSe plantea un esquema general de la propuesta que involucra una fase pedagógica seguida de la fase tecnológica, en lafase inicial se define el aspecto pedagógico del STI, para lo cual se propone un modelo de enseñanza-aprendizajeutilizando un STI, el cual deberá seguir un modelo de Diseño Instruccional para la elaboración de contenidos y entregadel curso. El modelo de diseño Instruccional propuesto tiene como base el modelo ADDIE, el cual esta compuesto poruna serie de etapas o fases el cual debe concluir con la presentación del programa. Fig. No. 2 Esquema general de la propuesta 3
  4. 4. La parte tecnológica equivale a la metodología de software para la cual se utiliza el enfoque orientado a objetos porconsiderarse como las más adecuados para construir STI ya que en la actualidad estos manejan partes visuales lascuales consisten en una serie de objetos que interactúan con otros, estos se identifican y pueden pasarse argumentosentre si, por otro lado una de las ventajas del paradigma Orientado a Objetos es que el diseño es reutilizable y puedenser ampliados para trabajar con otros módulos Orientados a Objetos. Nuestra propuesta adapta el método de Larman[15], que utiliza el lenguaje UML y esta basado en RUP debido a la flexibilidad que ofrece para introducir o eliminarelementos, el ciclo de vida propuesto es una adaptación del modelo iterativo incremental de Grady Booch [3], [5].La propuesta en mención junta las consideraciones de una metodología de Software, un modelo de diseñoinstruccional y una metodología de diseño Web, el producto final STI, se construirá siguiendo las actividadescombinadas de los modelos y metodologías señaladas. Nuestra metodología esta definida por una fase de actividadesprevias las cuales constan de varias actividades que se realizaran antes de las otras fases, el diseño instruccional esconsiderado la segunda fase donde se establecerán las competencias, objetivos educativos, estructuración de loscontenidos, etc. De acuerdo a las consideraciones del análisis y diseño del programa educativo se determinaran losrequisitos y diseño preliminar del Software, para pasar a los ciclos de desarrollo de los módulos del STI, la fase dedesarrollo del diseño instruccional considera el diseño y especificaciones para el ambiente de aprendizaje (ambienteWeb) en este punto empezamos a desarrollar la metodología OOHDM [25] para el diseño Web, lo cual se culminara enla fase de ciclo de desarrollo de la interfaz con estas consideraciones iniciales, la fase final de distribución y pruebascoincide con la fase de implementación del diseño instruccional, donde se procederá a implementar el STI seguido delas pruebas de Software y evaluación del diseño instruccional para su mantenimiento respectivo. Inicio Elaboración Construcción Transmisión Diseño Instruccional Ciclo de desarrollo n Especificación de requisitos Ciclo de desarrollo 2 de Sistema y SW Diseño Análisis y Acciones Previas diseño Detallad preliminar Codificaci ón Ciclo de desarrollo Integración Diseño y pruebas Detallad Codificaci ón Integración y pruebas Distribución y pruebas Fig. 3 Propuesta de un modelo de Ciclo de vida Iterativo e Incremental basado en RUP para el desarrollo de un STIEtapas de la Metodología propuesta: • Acciones Previas • Diseño instruccional • Especificación de Requisitos del sistema y de software • Análisis y diseño preliminar • Ciclos de desarrollo • Distribución y pruebas.En los siguientes puntos detallamos de manera específica la parte pedagógica con la propuesta de un modelo deenseñanza-aprendizaje utilizando un STI con el desarrollo del modelo de diseño instruccional planteado y laespecificación de la parte tecnológica, es decir las especificaciones para el desarrollo del STI. 4
  5. 5. 3.1 Planteamiento de un modelo de enseñanza-aprendizaje utilizando un STI. Metodología de Desarrollo para STI El desarrollo de destrezas cognoscitivas Modelo de Diseño Instruccional Programa del Curso Aprender a Pensar Elaboran Construcción del conocimiento Equipo de Trabajo Desarrollan Utilizara Estudiante Sistema Tutor Inteligente Realimentación Plataforma Educativa Enseñanza Aprendizaje Fig. No. 4 Modelo de enseñanza-aprendizaje utilizando un STI. Elaboración propiaLa utilización de un STI propone el uso de un modelo pedagógico soportado sobre una plataforma educativa paraeducación a distancia, bajo esta consideración, se plantea un modelo pedagógico que representa la forma de enseñanza-aprendizaje usando un STI, el modelo contempla la utilización de un modelo de diseño instruccional por parte delgrupo de trabajo para la elaboración de cursos y contenidos [16], los cuales buscan desarrollar en el estudiante destrezascognoscitivas, la construcción de su propio conocimiento y nuevas habilidades como el aprender a pensar. A su vezeste grupo de trabajo debe ser responsable del desarrollo del STI que utiliza los contenidos desarrollados en la etapainicial para impartirlos a los estudiantes, se debe especificar que el equipo de especialistas es multidisciplinar,conformado por expertos pedagógicos, ingenieros de Software, desarrolladores, técnicos, etc.El proceso de enseñanza se realiza a través de la impartición de los cursos y contenidos por medio del STI y laadministración de la plataforma educativa, la cual puede ser e-learning, B-learning o de cualquier otro tipo según sea elcaso de la organización, se debe resaltar que esta propuesta considera que el STI trabaja siempre sobre una plataformaeducativa ya construida o sobre una que se construirá para el STI, esta plataforma es administrada por medio de unTutor Telemático encargado de definir los roles de los alumnos y los responsables del manejo del STI, aunque puedenser la misma persona hay que resaltar que un tutor Telemático no necesariamente es un experto pedagógico.El proceso de aprendizaje se da a través de la interacción con los contenidos por parte de los estudiantes, esta seestablece a través de las distintas relaciones que se generan entre los materiales de aprendizaje y los alumnos. Estasrelaciones se han previsto a partir del diseño instruccional y están en coherencia con los objetivos educativos quepersigue la institución. El modelo de diseño Instruccional maneja fases especificas y de cada una de ellas se obtiene unentregable, el diseño instruccional tiene como objetivo la elaboración del programa que se ofrecerá al estudiante através del STI, pero se debe detallar que para el desarrollo del software (STI) se debe combinar los entregables deldiseño instruccional con las especificaciones de la metodología del software, para ser considerado un software con 5
  6. 6. orientaciones pedagógicas, de lo contrario el Software elaborado solo en base a las consideraciones metodológicastradicionales pierden su vocación pedagógica siendo inútiles para procesos de enseñanza-aprendizaje.4 ESPECIFICACIÓN DE LA METODOLOGÍA PROPUESTA4.1 Acciones PreviasEn esta fase se busca determinar los criterios iniciales y el equipo de trabajo para el proyecto de desarrollo de un STI semencionan las actividades y un resumen de las mismas:Actividades Resumenx Análisis de la La primera acción a realizar es determinar si existe una necesidad educativa que justifique la necesidad elaboración de un STI como alternativa de estudio a la ya existente por la organización, en educativa este punto se debe determinar las plataformas existentes, el tipo de SW que existe en la organización y ponderarlos de manera tal manera que el desarrollo de un STI, sea necesario para la organización, se pueden utilizar informes de SW y entrevistas con las autoridades claves de la organización para determinar si es posible desarrollar un STI, como resultado se obtendrá un resumen de evaluación de viabilidad para el inicio del proyecto.x Elaboración del Esta actividad busca elaborar un equipo de trabajo que desarrollará las fases de la equipo metodología, este equipo dispondrá de un conjunto de expertos que trabajaran en conjunto. La composición del equipo puede ser dinámica, incorporando a un conjunto de expertos significativos en esta fase inicial y aumentando su número a medida que se desarrollan las siguientes fases. La creación de STI, compete a diferentes áreas del saber por ello, es necesario recurrir a especialistas en desarrollos de software, planificadores eficaces y docentes conocedores del área en que se desarrollará el STI, estos pueden ser: x Profesionales del área: Profesores y especialistas en pedagogía para determinar los contenidos a incluir y expertos en diseño instruccional. x Desarrolladores de software: Analistas y programadores. Para el análisis del proyecto y la codificación. x Apoyo técnico (diseño gráfico y sonido): De acuerdo a las dimensiones del desarrollo habrá operadores, diseñadores gráficos, especialistas en sonido, vídeo. x Apoyo logístico: investigadores, encuestadores, archivadores, etc. El resultado de esta actividad es al conformación de un equipo inicial de trabajo.x Elaboración de Los criterios determinaran la forma de trabajo y el estilo del proyecto, esto es trascendental criterios para el para el desarrollo ya que condicionará la elección y caracterización de las distintas desarrollo actividades que comprende la metodología, los criterios deben basarse en enfoques cognoscitivos, conductistas, etc. Para el SW se propondrán técnicas tradicionales o de última generación, en este punto se deberá obtener un bosquejo sobre las tendencias iniciales para el desarrollo y la orientación pedagógica que se desea para el STI.x Elaboración de un Se busca la elaboración de un plan de trabajo tentativo de acuerdo a las fases del proyecto y plan de trabajo especificar un calendario de reuniones para el equipo de trabajo como mínimo al inicio de tentativo y manera presencial y al culminar una actividad. Las reuniones al finalizar una actividad calendario de pueden realizarse de manera no presencial con medios electrónicos, video conferencia, Chat reuniones o e-mail, no necesariamente tienen qué ser presénciales, pero deben permitir un intercambio de ideas entre los participantes, como resultado de esta actividad se debe obtener un calendario tentativo de inicio y final de cada fase.4.2 El Modelo de Diseño Instruccional.El diseño de instrucción puede ser definido como un conjunto de procedimientos sistemáticos para el desarrollo deambientes educativos, estos ambientes pueden ser presénciales o no presénciales [27], [31] Según [30], [28] puede serdefinido como un proceso sistemático, planificado y estructurado donde se producen una variedad de materialeseducativos orientados a las necesidades de los educandos u objetivos instruccionales con lo cual se busca asegurar lacalidad del aprendizaje. Existen diferentes tipos de objetivos instruccionales por lo tanto se requieren diferentesestrategias para que el educando logre los objetivos de la instrucción en forma efectiva, en la actualidad se tienden amodificar constantemente el orden o la secuencia del diseño de acuerdo al enfoque de aprendizaje propuesto, por locual se puede afirmar que no existen modelos únicos que satisfagan los criterios de una organización en particular. 6
  7. 7. Un modelo instruccional puede tener ciertas fases bien definidas [14], Análisis, diseño, desarrollo e implementación.Según [24] los modelos instruccionales pueden ser utilizados para producir materiales educativos que van desde losmódulos para lecciones especificas hasta el desarrollo de cursos de universidad o empresa a distancia o presencial [2],en [24], [7] se señalan algunos modelos importantes utilizados para el diseño instruccional.El modelo de diseño instruccional propuesto se basa en el modelo ADDIE, por existir precedentes de un buendesempeño en el desarrollo de contenidos Web y educación a distancia tal como lo detalla [2] en el análisis sobre elrendimiento para los programas de enseñanza de CISCO, de igual modo a demostrado ser muy útil para administracióny desarrollo de ficheros electrónicos como lo detalla [28]. Según [30] el Modelo ADDIE es un modelo comúnmenteutilizado en el diseño de la instrucción tradicional, orientado para el medio electrónico como por ejemplo Internet, esun modelo genérico y se compone de las siguientes fases: análisis, diseño, desarrollo, realización, y evaluación. Lapropuesta en mención toma consideraciones del modelo europeo Tuning para la elaboración de contenidos educativos yespecificación de competencias [4], [8], [11]. El presente trabajo no desarrolla las fases y las adaptaciones realizadas enel modelo de diseño instruccional por centrarse en la metodología de desarrollo del STI, sin embargo se hace una brevereferencia al proyecto Tuning.. Análisis Diseño Bosquejo Desarrollo Del Curso Implementación - Objetivos Inst. (Realización) - Plan evaluación - Actividades de - Recursos de Aprendizaje Aprendizaje. - Especificación de - Instrumentos de Materiales Entrega evaluación Del Curso - Recursos de Instrucción - Definición del Ambiente Web Evaluación Fig. No. 5 Especificación del Diseño Instruccional adaptado del modelo ADDIE.4.2.1 El enfoque Tuning.El proyecto Tuning para Europa o América Latina es una iniciativa de las universidades donde se busca iniciarsesiones de diálogo para intercambiar información y para mejorar la colaboración entre las instituciones de educaciónsuperior, según [19] el Proyecto Tuning pretende ser una plataforma de intercambio de información y de debate sobretitulaciones, materias, contenidos, métodos de enseñanza, evaluación, elementos de control de calidad y detransferencia de créditos (ECTS, Sistema Europeo de Transferencia de Créditos).Este proyecto requiere nuevos diseños curriculares y cambios en los procesos enseñanza-aprendizaje, para ello Tuningpretende dotar de instrumentos metodológicos para cumplir estos objetivos, definiéndose para ello cuatro líneas detrabajo [12]: destrezas generales y académicas (Línea 1), conocimiento, currículum, contenidos (Línea 2), ECTS comoun sistema de acumulación de créditos (Línea 3:) y métodos de enseñanza y aprendizaje, evaluación y desempeño, ycalidad (Línea 4), se busca que este proyecto culmine en el año 2010 ya que actualmente se encuentran culminando laprimera línea. Para nuestra propuesta utilizamos el enfoque de competencias definidas en la línea 1 del proyecto tuning,no se pretende ser parte del proyecto Tuning o estandarizar los conceptos de enseñanza-aprendizaje para lasinstituciones como se desea en Tuning, nuestra propuesta pedagógica inicialmente esta basado en aprendizajecognitivo, constructivo y socio cognitivo [4], por lo cual los objetivos instruccionales deben basarse en competencias oen el paradigma educativo de aprender a aprender [13], [17], mismos criterios utilizados en la línea 1 del proyectotuning. Por ello en la fase de diseño del Modelo instruccional definimos los objetivos instruccionales y competenciaspara nuestro programa educativo utilizando las competencias definidas por Tuning para la educación superior. 7
  8. 8. 4.3 Especificación de requisitosEl objetivo de esta actividad es obtener los productos entregables y los productos no entregables o internos. Losproductos entregables son aquellos que se entregan oficialmente al cliente como parte del desarrollo en fechaspreviamente acordadas, mientras que los no entregables son productos internos al desarrollo que no se entregan alcliente. El producto entregable es el Documento de Requisitos del Sistema (DRS), adaptado de [1], se debe recordarque estas actividades se realizan tomando como base los resultados obtenidos del proceso de análisis y diseño delmodelo Instruccional. Las actividades recomendadas para obtener los productos descritos en esta fase son lassiguientes: Actividades Productos x Obtener información sobre el dominio del x Documento de Requisitos del Sistema (DRS). problema y el sistema actual. Estructura: x Identificar/revisar los objetivos del sistema. Portada x Identificar/revisar los requisitos de Lista de cambios información. Índice x Identificar/revisar los requisitos funcionales. Lista de figuras x Identificar/revisar los requisitos no Lista de tablas funcionales. 1. Introducción 2. Participantes en el proyecto x Priorizar objetivos y requisitos. 3. Descripción del sistema actual 4. Objetivos del sistema 5. Catálogo de requisitos del sistema 5.1 Requisitos de información 5.2 Requisitos funcionales 5.2.1 Diagramas de casos de uso 5.2.2 Definición de actores 5.2.3 Casos de uso del sistema 5.3 Requisitos no funcionales 6. Matriz de rastreabilidad objetivos/requisitos 7. Glosario de términos 8. Conflictos pendientes de resolución Apéndices [opcionales]4.4 Análisis y diseño preliminarEn esta fase se debe comprender el sistema utilizando para el análisis y el diseño de software las consideracionesobtenidas del proceso de diseño instruccional, la visión que se tenga del sistema y la arquitectura debe ser unaconsecuencia de los resultados del diseño Preliminar, en esta fase se utilizan diferentes modelos para representar elanálisis entre ello el Modelo de datos del sistema, Modelo de procesos del sistema, Modelo de eventos del sistema y larealización de prototipos del sistema utilizando las bases sobre especificación del ambiente de aprendizaje propio de lafase de desarrollo del modelo instruccional. Actividades Productos x Analizar los requisitos de almacenamiento de x Diagramas de casos de uso de alto nivel información x Descripción textual de los pasos de cada caso de uso x Analizar los requisitos funcionales x El equipo de trabajo en esta fase puede utilizar el DAS x Analizar los requisitos no funcionales (Documento de Análisis del Sistema) como entregable x Desarrollar prototipos si así se requiere [1].4.5 Ciclos de desarrolloLa metodología esta pensada para ser utilizada con varios ciclos de desarrollo, donde cada ciclo corresponderá a unmodulo del STI, sin embargo ya que los módulos son independientes se puede realizar el desarrollo en paralelo, seprocederá a realizar el diseño detallado, codificación y las pruebas correspondientes al modulo, cada ciclo constaactividades genéricas, se debe mencionar que la interfaz se desarrolla utilizando una metodología Web definida en lasfases de desarrollo e implementación del diseño instruccional. 8
  9. 9. Diseño detallado Actividades Productos x Especificación del prototipo y modulo a x Modelo de Datos detallado desarrollar x Diseño de implementación. x Descripción del diseño del Software y de la x Plan de Pruebas arquitectura a nivel detallado. x Descripción del flujo de de información, bases, interfases y algoritmos a nivel del prototipoCodificación y pruebas Actividades Productos x Codificación x Código documentado x Pruebas de unidad x Documentos de Código x Resúmenes de Prueba de unidadIntegración Actividades Productos x Integración x Producto Software mas complejo x Pruebas de integración x Resumen de pruebas de integración4.6 Distribución y pruebas.La distribución puede ser considerada como la implementación del sistema, donde las aplicaciones construidas pasan aser instaladas en las diferentes estaciones de trabajo, y se realizan las pruebas correspondientes [22], entre ellas lafuncionalidad, usabilidad, confiabilidad, amigabilidad, etc. Para la validación y pruebas del STI utilizaremos el enfoquesistémico adaptado de [9], [23] las cuales utilizan un enfoque sistémico y pueden ser perfectamente validados con otrostipos de sistema sea Software educativo o STI, presentamos un algoritmo de evaluación para el STI especificado en[20] y una tabla de validación de los niveles de calidad basados en los 3 criterios claves para la evaluación de unsoftware educativo. Inicio de evaluación del STI No Preselección de un STI ¿El STI esta en comercial, utilizando formatos desarrollo? de especificaciones Si Aplicar el Modelo Sistémico de Calidad, por expertos en Si ¿Vale la pena contenido, diseño instruccional e Evaluar? informática Sacar conclusiones y No recomendaciones sobre el STI evaluado, utilizando formatos específicos Fin de evaluación del STI Fig. No. 6 Algoritmo para realizar la evaluación del STI 9
  10. 10. Funcionalidad Usabilidad Fiabilidad Nivel de calidad Satisfecha No Satisfecha No Satisfecha Básico Satisfecha No Satisfecha Satisfecha Básico Satisfecha Satisfecha No Satisfecha Intermedio Satisfecha Satisfecha Satisfecha Avanzado Tabla No. 1 Niveles de calidad del STI con respecto a las categorías satisfechas, adaptado del modelo MOSCA, [20]Las actividades relevantes y los productos entregables en esta fase se resumen en el siguiente cuadro, que se puedeutilizar para el mantenimiento respectivo del sistema. Actividades Productos x Implantación x Software implantado en el sistema x Aceptación del sistema x Manual de instalación y de usuario x Mantenimiento x Software actualizado x Informes de problemas y cambios5 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROSLos STI varían considerablemente en cuanto a su arquitectura, su alcance y la forma de construcción, no existe unmétodo único para construir un STI, muchos de ellos se basan en consideraciones de acuerdo al uso que se le va a dar,existen muchas técnicas y modelos utilizados aunque en la actualidad los mas comunes son los orientados a Web por locual utilizan en su diseño conceptos de hipermedia. Podemos afirmar que para desarrollar un STI se necesita de untrabajo multidisciplinar entre profesionales de educación, informática, y psicología, ya que estos responden a demandasy problemáticas concretas de trabajo, están orientados a un sector en particular y en definitiva se van a orientar aestudiantes específicos.Los STI muestran gran eficacia frente a otros medios de educación a distancia, estas aplicaciones consideradasinteligentes se encuentran en las universidades virtuales y diferentes instituciones que necesitan capacitar y proveerconocimientos a determinado personal, por ello es importante la creación de una metodología que permitan unaenseñanza mas efectiva y adecuada a los problemas de espacio tiempo.La propuesta busca englobar en un solo contexto el entorno pedagógico con el entorno tecnológico utilizando losmétodos de diseño instruccional para la creación de contenidos como entradas para las especificación del requisitos delsistema, se busca obtener un sistema de software que cumpla con los requisitos de funcionalidad y a su vez cumpla conlos estándares pedagógicos propios del sistema educativo.Las líneas futuras del trabajo se centran en la convergencia de una metodología orientada a objetos para laespecificación del ambiente de aprendizaje en la fase de diseño del modelo instruccional y la fase de ciclo dedesarrollo para el modulo de la interfaz del STI, la especificación del caso de estudio y los resultados obtenidos alaplicar la metodología.Referencias[1]. A. Durán. "Un Entorno Metodológico de Ingeniería de Requisitos para Sistemas de Información" Tesis Doctoral, septiembre 2000. Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos. Universidad de Sevilla. Septiembre 2000.[2]. Benson, Angela D.; Bothra, Jashoda; Sharma, Priya. A Performance Support Tool for Cisco Training Program Managers. TechTrends: Linking Research & Practice to Improve Learning, Mar/Apr2004, Vol. 48 Issue 2, p54-79, 7p, 4 charts; (AN 13245843).[3]. Booch, Grady 1994. Object-Oriented Analysis and Design with Applications. Second Edition. 589 páginas. Addison-Wesley Publishing Company Inc. ISBN 0-8053-5340-2[4]. O. Buzón y R. Barragán. UN MODELO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE PARA LA IMPLANTACIÓN DEL NUEVO SISTEMA DE CRÉDITOS EUROPEOS EN LA MATERIA DE “TECNOLOGÍA EDUCATIVA“. Revista Latinoamericana de Tecnología Educativa, 3 (1), 2004. [http://www.unex.es/ didactica/RELATEC/sumario_3_1.htm].[5]. José I. Cao. El Ciclo de Vida Orientado a Objetos según el Método de Grady Booch. REPORTES TECNICOS en Ingeniería del Software ISSN 1667-5002. RTIS Volumen 4, Nro 3, Pág. 1-16 Año 2002.[6]. Zulma Cataldi, Fernando Salgueiro, Fernando Javier Lage, Ramón García-Martínez. SISTEMAS TUTORES INTELIGENTES: LOS ESTILOS DEL ESTUDIANTE PARA SELECCIÓN DEL TUTORIZADO. Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales ISSN 1667-8338 Año 2, Volumen 2, Número 4 pag. 70-83 2002. 10
  11. 11. [7]. Pedro S. Cookson. ELEMENTOS DE DISEÑO INSTRUCCIONAL PARA EL PRENDIZAJE SIGNIFICATIVO EN LA EDUCACIÓN A DISTANCIA. Taller organizado a la IV Reunión Nacional de Educación Superior, Abierta y a Distancia 30 de abril – 2 de mayo del 2003 Universidad de Sonora, Hermosillo, México[8]. Mario de Miguel Diaz. Adaptación de los planes de estudio al proceso de Convergencia Europea. Madrid Octubre- 2004. Proyecto EA 2004-0024[9]. Díaz-Antón, G., Pérez, M., Grimán, A., Mendoza, L. Instrumento de evaluación de software educativo bajo un enfoque sistémico. Educatec 2003[10]. L. Elizondo-Montemayor, Ph.D. Formative and Summative Assessment of the Problem-Based Learning Tutorial Session Using a Criterion-Referenced System. The Journal of the International Association of Medical Science Educators. VOLUME 14 NUMBER 1 2004.[11]. R. García y M. Rebollo C. EL MODELO PEDAGÓGICO DE LA FORMACIÓN UNIVERSITARIA Y EL CRÉDITO EUROPEO: UNA EXPERIENCIA DE INNOVACIÓN EN LA ASIGNATURA “INFORMÁTICA APLICADA A LA INVESTIGACIÓN EDUCATIVA”. Revista Latinoamericana de Tecnología Educativa, 3 (1), 2004. [http://www.unex.es/ didactica/RELATEC/sumario_3_1.htm].[12]. González, J y Wagenaar, R.(Coords) (2003). Tuning Educational Structures in Europe. Universidad de Deusto.[13]. How to write and use instructional objectives. 6th edition. Upper Saddle River, NJ: Merrill. 2000.[14]. Häkkinen, P. Challenges for design of computer–based learning environments. British Journal of Educational Technology, Sep2002, Vol. 33 Issue 4, p461-469, 9p; (AN 7188729).[15]. Larman, C. Applying UML and Patterns. Prentice-hall, 1999[16]. Merrill, M. D. (1996). Instructional Transaction Theory: Instructional Design Based on Knowledge Objects. Educational Technology, 36, 30-37.[17]. M. Montanero, V. Mateos, V. Gómez, R. Alejo, J. Llanos. Orientaciones para la elaboración del plan docente de una materia. Guía extensa 2005 UEx al EEES. Oficina de Convergencia Europea. Proyecto Tuning[18]. Moura, S. S.; Schwabe, D.; “Interface Development for Hypermedia Applications in the Semantic Web”, Proc. of LA Web 2004, Ribeirão Preto, Brasil. IEEE CS Press, pp 106-113, ISBN 0-7695-2237-8.[19]. PALOMINO MORAL, P.A., FRIAS OSUNA, A., GRANDE GASCON, M.L. et al. El Espacio Europeo de Educación Superior y las competencias enfermeras. Index Enferm, primavera/verao 2005, vol.14, no.48-49, p.50- 53. ISSN 1132-1296.[20]. Mendoza, L., Pérez, M., Rojas, T. (2001) “Modelo sistémico para estimar la calidad de los sistemas de software”. (MOSCA).ASOVAC, Acta Científica Venezolana, (53:3) p 435. LISI, Universidad Simón Bolívar.[21]. Murray, T., Blessing, S., & Ainsworth, S. (Eds.) (2003). Authoring Tools for Advanced Technology Learning Environments: Towards cost-effective adaptive, interactive and intelligent educational software. Dordrecht, The Netherlands: Kluwer.[22]. Pressman S. Roger. Ingeniería de Software Un enfoque Práctico. México: Mc Graw Hill, 5ta. Edición, 2002.[23]. Pérez, M.; Méndez, Edumilis; Mendoza, L; Griman, A. "A Model for Productivity and Systemic Quality for Systems Development Process". Americas Conference on Information Systems - AMCIS 2005. Omaha, Nebraska, Estados Unidos de América. Agosto 2005. CD: "Proceedings of the Eleventh Americas Conference on Information Systems - AMCIS 2005". pp. 3037 – 3048.[24]. Elena Qureshi. Instructional Design Models. 2004, Recuperado el día 156-03-2006 de http://cindisi.human.ula.ve/dinstruccional/modelos.htm[25]. D. Schwabe, R. Pontes, and I. Moura, "OOHDMWeb: An Environment for Implementation of Hypermedia Applications in the WWW," ACM SigWEB Newsletter, vol. 8, no. 2, 1999.[26]. Fernando Salgueiro, Guido Costa, Zulma Cataldi, Fernando Javier Lage, Ramón García-Martínez. Sistemas Tutores Inteligentes con modelado del tutor y del estudiante para mejorar los aprendizajes de programacion en ingeniería. JEITICS 2005.[27]. Enrique A. Sierra, Alejandro Hossian y Ramón Garcia-martínez. Sistemas expertos que recomiendan estrategias De instrucción. Un modelo Para su desarrollo. Revista latinoamericana de tecnología educativa. Volumen 1. Número 1 (2002).[28]. Tsai, Howard; Lowell, Kay; Liu, Peilin; MacDonald, Laurie; Lohr, Linda. Graduate Student Perspectives on the Development of Electronic Portfolios Part two. TechTrends: Linking Research & Practice to Improve Learning, May/Jun2004, Vol. 48 Issue 3, p56-60, 4p; (AN 13705746).[29]. VanLehn, K (1988). Student Modelling. M. Polson. Foundations of Intelligent Tutoring systems. Hillsdale. N.J. Lawrence Erlbaum Associates, 55-78.[30]. Visscher-Voerman, Irene; Gustafson, Kent L.. Paradigms in the Theory and Practice of Education and Training Design. Educational Technology Research & Development, 2004, Vol. 52 Issue 2, p69-89, 21p; (AN 15235634). 11
  12. 12. [31]. G. J. Yukavetsky. LA ELABORACIÓN DE UN MÓDULO INSTRUCCIONAL. Publicación de la Universidad de Puerto Rico. Junio 2003.[32]. M. Urretavizcaya Loinaz. Sistemas Inteligentes en el ámbito de la Educación. Inteligencia Artificial, Revista Iberoamericana de Inteligencia Artificial. No.12 (2001), pp. 5-12. ISSN: 1137-3601. © AEPIA.[33]. Murray, T. (1999) "Authoring Intelligent Tutoring Systems: An Analysis of the state of the art". International Journal of Artificial of Artificial Intelligence in Education. (12) 98-129.[34]. Murray, T. (1997) Expanding the knowledge acquisition bottleneck for intelligent tutoring systems. International J. of Artificial Intelligence in Education. Vol. 8, No. 3-4, pp. 222-232.[35]. Sierra, E., García–Martínez, R.; Cataldi, Z. y Hossian, A. Fundamentos para una metodología de diseño de sistemas tutoriales inteligentes centrada en la reparación de mecanismos. X CACIC. X Congreso Argentino de Ciencias de la Computación. Universidad de la Matanza. 2004.[36]. C.R. Huapaya, G.M. Arona y F.A. Lizarralde.Sistemas Tutoriales Inteligentes Aplicados a Dominios de la Ingeniería. JEITICS 2005 - Primeras Jornadas de Educación en Informática y TICS en Argentina.[37]. Rosinaldo Dourado De Fonseca Júnior. Un modelo para sistemas tutores Inteligentes adaptativos. Universidad de Brasilia Departamento de ciencias de la computación. Tesis aprobada el 25 de agosto de 2004.[38]. Wenger F. Artificial Intelligence ante Tutoring Systems, Computational and Cognitive Approaches to the Communication of Knowledge Morgan Kaufmann Publishers, Inc. 1987.[39]. F. Salgueiro, G. Costa, Z. Cataldi, F. Lage, R. García-Martínez. Nuevo enfoque metodológico para el diseño de de los sistemas tutores inteligentes a partir de un acercamiento distribuido. Revista de Informática Educativa y Medios Audiovisuales ISSN 1667-8338 (2005) Año 2, Volumen 2, Número 5. pag 25-33.[40]. Jovani A. Jiménez, Demetrio Ovalle. Modelo de Integración de Ambientes Individualizados y Colaborativos de Aprendizaje: Nuevo Paradigma Educativo. VI Congresso Iberoamericano de Informática Educativa-20/11/2002 - 22/11/2002 Vigo (España).[41]. A. Laureano. Tesis: Interaccion dinamica en sistemas de enseñanza Inteligentes. Tesis doctoral: Presentada al instituto de investigaciones Biomedicas de la universidad nacional autonoma de Mexico año 2000.[42]. A. Laureano, F. Arriaga Gómez. Proyecto: Técnicas de Diseño en Sistemas de Enseñanza Inteligentes. Revista Digital Universitaria 31 de Marzo de 2001 Vol. 2, No.1 ISSN: 1607 – 6079 México.[43]. Hiebert, J. y Lefevre, P. (1986). Conceptual and procedural knowledge in mathematics: An introductory analysis. En Hiebert, J. (Ed.). Conceptual and procedural knowledge: The case of mathematics. New York: Lawrence Erlbaum Associates.[44]. Canas, A. J., K. M. Ford, P. H. Hayes, T. Reichherzer, N. Suri, J. W. Coffey, R. Carff, G. Hill, Invited Plenary Talk, Colaboracion en la Construccion de Conocimiento Mediante Mapas Conceptuales, VIII Congreso Internacional sobre Tecnología y Educación a Distancia, San José, Costa Rica, (Nov. 1997). Available in the Proceedings of the Conference, pp. XXV- XLII.[45]. F. Xavier Carrera. Construir procedimientos en Tecnología. Dpto. Pedagogia Universitat de Lleida.[46]. L. D. Melgarejo Pérez. Modelos para la representación y procesamiento del conocimiento pedagógico en tutoriales inteligentes. Relime Vol. 1, Núm.2, julio, 1998 pp.51-75[47]. Gloria Cortés. OASIS: Un sistema autor para el desarrollo de simulaciones con propósito educativo. Ribie 98- IV Congresso Ibero-americano de Informática na Educação Brasília, 20-23 de outubro de 1998.[48]. Christos Bouras, Vassilis Triantafillou and Thrasyvoulos Tsiatsos. A Framework for Intelligent Virtual Training Environment: The Steps from Specification to Design. Educational Technology & Society 5(4) 2002 ISSN 1436-4522.[49]. David V.H. Mérida SHAAD: Sistema Hipermedia Adaptable, Adaptativo y Dinámico para la entrega de contenidos. Tesis Doctoral Programa de doctorado Tecnologías de la Información Departamento de Electrónica, Informática i Automática Universidad de Girona, Junio 2002.[50]. Molés M., Coltell O., Arregui M., Chalmeta R. Desarrollo e implementación de un Sistema Tutor Inteligente para el aprendizaje de la Informática Biomédica. INFORMEDICA 2004. INFORMATION & COMMUNICATION TECHNOLOGIES. IN HEALTHCARE DEVELOPMENT 3rd VIRTUAL CONGRESS IN INTERNET: March 1ST to 30th, 2004. www.informedica.org/2004.[51]. C. Pagés, J. Martínez, Ó. Gutiérrez y T. Díez. Advanced Intelligent Tutoring System (SITA). A case of application: GEKA. RED. Revista de Educación a Distancia. Publicación en línea. Murcia (España). Año IV. Número monográfico II.- 20 de Febrero de 2005.[52]. Soledad González, C. (2004). Sistemas inteligentes en la educación: una revisión de las líneas de investigación y aplicaciones actuales. RELIEVE. v. 10, n. 1, p. 3-22.[53]. Sancho, L. (2002). Sistemas Tutores Inteligentes: Una alternativa para el uso de computadoras en educación. Education Net. Red Global de educación a distancia. (DistEdNet) universidad Estatal a Distancia. 12

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