XIII Jornadas de Enseñanza Universitaria de la Informática Teruel, 2007

Transcripción

1 Hacia un Sistema Inteligente basado en Mapas Conceptuales Evolucionados para la Automatización de un Aprendizaje Significativo. Aplicación a la Enseñanza Universitaria de la Jerarquía de Memoria XIII Jornadas de Enseñanza Universitaria de la Informática Teruel, 2007

2 Objetivo Diseño de un sistema inteligente para apoyo a la docencia en un proceso de aprendizaje significativo Aplicado a la enseñanza de la Jerarquía de Memoria Complejidad limitada Suficientemente general para ser enseñado en varias asignaturas Campo con trabajo previo: simuladores, recursos Independiente del contexto

3 Introducción Proceso de investigación-acción Proceso con amplias referencias bibliográficas reflexión, análisis y discusión para la mejora de la enseñanza mediante actividades colaborativas que busquen soluciones para el día a día en el ámbito docente

4 Investigación-Acción Identificación del dominio del problema: Qué serie de recursos didácticos podemos diseñar e implementar para obtener mejores resultados en la docencia del tema de jerarquía de memoria en nuestras asignaturas, siendo adaptables al nivel y contexto de cada asignatura?.

5 Investigación-Acción Interpretación de los datos: la mayoría de los alumnos analizados echan en falta algún tipo de recurso informático que les guiase en el proceso de aprendizaje. Acción basada en los datos: diseño e implementación de herramientas software.

6 Resultados del proceso Simuladores educativos (PFCs) SIJEM MNEME Evitar ofrecer una versión demasiado simplificada del objeto de estudio, lo que puede llevar a nuevos errores de concepción en el modelo del estudiante

7 Resultados del proceso Actividades en Moodle. Discusiones de significado, wikis, ejercicios complementarios, presentaciones en clase Aumentar el conocimiento de la materia por parte del alumno, comprender adecuadamente los conceptos teóricos y aplicar dichos conceptos al mundo real.

8 Resultados del proceso Desarrollo de un sistema inteligente que pudiese ayudar a la docencia, averiguando lo que el alumno conoce y con qué profundidad en un momento determinado del tema a enseñar, y a partir de esa información diseñar un aprendizaje significativo particularizado para cada alumno. Usando una evolución de Mapas conceptuales

9 Mapas Conceptuales Herramientas gráficas para la organización y representación del conocimiento Organizados en conceptos relacionados con proposiciones

10 Mapas conceptuales Mejoran la comprensión y retención de ideas, ayudan a la memorización de conceptos y relaciones, permiten personalizar el aprendizaje, compartir el conocimiento y reforzar las habilidades de aprendizaje. Útiles en el aprendizaje significativo (basado en el conocimiento previo del alumno, dentro del cual se asimilan los nuevos conceptos)

11 Resultados del proceso Actividades con mapas conceptuales pedir a los alumnos que plasmasen su propio mapa conceptual Profesores: un único mapa conceptual con todos los conceptos involucrados en las asignaturas relacionadas Mayor coordinación - Solicitar a los alumnos que refinasen y completasen el mapa conceptual, incluyendo nuevos conceptos y asociando materiales educativos a cada concepto.

12 Resultados del proceso Mapas conceptuales Desarrollada de forma colaborativa primero en grupos de 3 alumnos y después de forma intergrupal Compendium Código abierto Exportar a HTML (se puede acceder al contenido pulsando sobre cada concepto) Permite estudiar la materia, organizar apuntes y preparar nuevo material didáctico para los próximos cursos

13 Mapas conceptuales Sistema inteligente Estimar el estado actual del conocimiento del alumno antes de proceder a la docencia de nuevos conceptos. Usar una evolución a la que hemos llamado Grafo Instruccional Conceptual Pedagógico (Pedagogical Concept Instructional Graph, PCIG)

14 Grafo Instruccional Conceptual Pedagógico Un PCIG no ordena los conceptos según relaciones arbitrarias, tal como sucede en el caso de un mapa conceptual genérico, sino que los conceptos son colocados dependiendo del orden lógico en que deben ser presentados al alumno. Concepto A debe ser enseñado antes del Concepto B porque A es necesario para entender adecuadamente B.

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16 Grafo Instruccional Conceptual Pedagógico Primera fase: Herramienta que nos informase de lo que cada alumno conoce en un momento determinado (SCOMAX, Student COncept Map explorer) A partir del PCIG, realizar un test adaptivo.

17 Construcción del Test Adaptativo SCOMAX La pantalla inicial Welcome, tiene por finalidad identificar el usuario o administrador para iniciar el procedimiento.

18 Construcción del Test Adaptativo Pantalla del profesor donde se presentan todas las posibilidades que ofrece el programa: Elaborar preguntas Visualizar los usuarios Observar el mapa individual de respuestas de cada usuario Importar el PCIG

19 Construcción del Test Adaptativo Pantalla del profesor donde se presentan todas las posibilidades que ofrece el programa: Seleccionar el usuario para realizar el test. Incluir el(los) concepto(s) de obj inicial (conocimientos previos) y obj final (objetivos últimos del aprendizaje) Eliminar usuarios, mapas, preguntas o nodos.

20 Construcción del Test Adaptativo En question.list, se puede aumentar el número de preguntas mediante question.create al final de la última pregunta.

21 Construcción del Test Adaptativo Haciendo click en el id aparecerá: la pregunta y el concepto con el cual está relacionada, su nivel de dificultad, de adivinanza el tiempo estimado para responder la pregunta. Dificultad de una pregunta p: la probabilidad de acertar su respuesta sabiendo el concepto Adivinanza: probabilidad de contestar correctamente la pregunta p sin saber el concepto

22 Construcción del Test Adaptativo

23 Construcción del Test Adaptativo Elección de Conceptos Relacionados Mapa seleccionado Concepto relacionado Corresponde al grado de relación con el concepto (un nº entre 0 y 1) Enviar para salvar en Quest list

24 Construcción del Test Adaptativo Como Insertar gráficos en los ejercicios de SCOMAX? Haciendo Click sobre image.add, se añade un gráfico, buscando donde éste fue anteriormente salvado.

25 Construcción del Test Adaptativo Se puede seleccionar el usuario y el mapa que éste va a responder.

26 Construcción del Test Adaptativo Se selecciona el mapa y aparecen los conceptos del mapa. Se debe asignar a cada uno de ellos la probabilidad de que el alumno inicialmente conozca tales conceptos

27 Construcción del Test Adaptativo User Form, es la pantalla donde el profesor tiene acceso a los usuarios, es decir, acceso al mapa individualizado de los conceptos respondidos.

28 Construcción del Test Adaptativo El test realizado tiene sus resultados en user.profile. Haciendo click en la ventana indicada, aparecen los conceptos ya contestados y los no contestados con sus respectivas notas. Se puede acceder a los detalles del test.

29 Modo alumno

30 Utilización del Programa Después de que el administrador (professor) haya creado el usuario (alumno), el alumno hará click en Login En este momento se inicia el test individual

31 Utilización del Programa El alumno puede escoger de entre todos los nodos disponibles (aquellos nodos que tienen cubiertos todos sus conceptos previos necesarios). Una vez seleccionado se comienza con las preguntas

32 Utilización del Programa

33 Líneas abiertas Validación del sistema con usuarios reales. Uso de ontologías para la expresión del conocimiento, a partir del modelo del mapa conceptual generado por el profesor. A partir de los modelos original y personalizado, el sistema experto determinará una estrategia de aprendizaje basado en casos, agrupando a los alumnos de similares características (SCOMIN). Aplicación a otras áreas de conocimiento, en particular la enseñanza de Matemáticas en primaria. Convenio con ULBRA (Brasil) Uso de estándares (SCORM)