Organización de objetos del sistema TANGOW: creación y seguimiento de cursos adaptativos a través de Internet

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1 Carro, R.M., Moriyón, R., Pulido, E. and Rodríguez, P. (2000): Organización de objetos del sistema TANGOW: creación y seguimiento de cursos adaptativos a través de Internet. Interacción Actas de la I Jornada de Interacción Persona- Ordenador at Granada, Spain, June 2000, Organización de objetos del sistema TANGOW: creación y seguimiento de cursos adaptativos a través de Internet R. Carro, R. Moriyón, E. Pulido, P. Rodríguez Departamento de Ingeniería Informática Universidad Autónoma de Madrid Cantoblanco, Madrid Tlf: Fax: Resumen En este trabajo se presenta la organización de los objetos básicos que utiliza el sistema TANGOW, Task-based learner Guidance On the Web, para la creación y seguimiento de cursos adaptativos a través de Internet. El conjunto de estos objetos, denominados tareas y reglas docentes, constituye la estructura adaptativa de cada curso y, junto con los contenidos definidos para las tareas docentes, permite su generación, en tiempo de ejecución, para cada estudiante. Las características que permiten adaptar el curso pueden estar relacionadas tanto con el perfil del estudiante, como con su interacción con el sistema durante el curso. Palabras clave: Enseñanza Adaptativa, Multimedia, Internet, Herramientas 1 El sistema TANGOW TANGOW, Task-based learner Guidance On the Web, es un sistema para el desarrollo de cursos a través de Internet [1] [2], que permite la adaptación de estos cursos a factores que los diseñadores determinan que son significativos, y a las preferencias de los estudiantes. Entre los factores que los diseñadores de un curso pueden considerar que son significativos se encuentran características propias de cada estudiante, directamente relacionadas con su perfil, y efectos de sus interacciones con el sistema, por ejemplo, el porcentaje de ejercicios realizados correctamente en algún tema. Respecto a las preferencias de los estudiantes, en la actualidad el sistema permite que indiquen cuál es la estrategia de aprendizaje que

2 desean utilizar durante el desarrollo del curso: teoría antes de prácticas o viceversa. Teniendo en cuenta la estrategia preferida, el sistema adapta en lo posible el orden de presentación de contenidos teóricos y prácticos. A continuación se describen los antecedentes y la forma en que se organizan los distintos tipos de objetos que describen los cursos de TANGOW, así como su relación con los diseñadores, que los crean, y los estudiantes, que los utilizan. En las páginas del sistema se pueden encontrar información más detallada [3]. 2 Antecedentes El trabajo descrito en este artículo está directamente relacionado con trabajos de investigación en las áreas de Interfaces de Usuario y Sistemas Tutores adaptativos. Las técnicas basadas en restricciones, utilizadas en sistemas como Amulet, [4], están entre las primeras que permiten el desarrollo de interfaces adaptativas. En estos sistemas, algunos atributos de partes de la presentación se actualizan automáticamente en función de los valores de los atributos de otras partes de la misma. Para conseguir un grado mayor de adaptatividad, en el que los tipos de componentes presentes en las presentaciones, e incluso su presencia, dependen de determinados datos asociados a la aplicación, fue necesario el desarrollo de nuevas técnicas de modelización, [5]. Posteriormente, [6], se introdujeron técnicas semejantes en presentaciones en HTML, por lo tanto accesibles a través de la web. Paralelamente, P. Brusilowski propuso un potente mecanismo para el desarrollo de sistemas de hipermedia sensibles al contexto, [7], que posteriormente utilizó para desarrollar sistemas tutores adaptativos. TANGOW representa un avance en la capacidad de adaptación de los cursos desarrollados al permitir la generación dinámica de lecciones y sesiones de prácticas de forma dependiente del desarrollo del proceso de aprendizaje y del perfil del alumno. Para ello utiliza un sistema de representación de tareas que representan tanto acciones que el usuario debe llevar a cabo como objetivos didácticos que se plantea el sistema tutor. También dentro del ámbito de las Interfaces de Usuario, la modelización de tareas de usuario ha permitido en los últimos años añadir con relativa facilidad a las aplicaciones interactivas sistemas que hacen un seguimiento de las acciones del usuario, reaccionando dinámicamente en función de éstas. Estas técnicas han

3 permitido el desarrollo de herramientas para la generación automática de sistemas de ayuda y tutores acerca del manejo de interfaces, [8]. 3 Estructura y contenido de los cursos en TANGOW Las posibilidades de adaptación del sistema se apoyan en los dos tipos de elementos que componen los cursos, Curso-S y Curso-C, que definen, respectivamente, la estructura y el contenido de cada curso. 3.1 La estructura: Curso-S Son dos los tipos de objetos que constituyen el conjunto Curso-S para cada curso: las tareas y las reglas docentes. Las reglas describen la forma en que se debe desarrollar cada unidad a partir de la descomposición de la estructura del curso en tareas docentes. La función de cada una de estas tareas determina cuál es su tipo, pudiéndose definir tareas de teoría (explicativas), prácticas (de ejercicios) o de ejemplos. Cualquier tarea definida puede descomponerse en subtareas, cuyo modo de secuenciación se establece mediante reglas docentes. Mediante las reglas, el diseñador puede indicar si es conveniente que todas las subtareas se realicen estrictamente en el orden indicado, si se pueden realizar en cualquier orden, y también, si se deben realizar todas las subtareas o basta con que el estudiante realice una de ellas. El diseñador del curso puede establecer varias descomposiciones alternativas, estableciendo también bajo qué condiciones se activará cada una de las reglas. Estas condiciones de activación pueden estar asociadas tanto a los parámetros estáticos de cada estudiante reflejados en su perfil (edad, conocimientos previos), como a parámetros dinámicos relacionados con la forma en que éste sigue el curso (ejercicios realizados, tiempo empleado, etc.). En el diseño de cada curso es necesario indicar cuál es la tarea principal, entendida como aquella tarea que permite que el estudiante inicie el curso. En principio, ésta es la única tarea que se puede asegurar realizarán todos los estudiantes, ya que su descomposición en subtareas, así como la descomposición de todas las demás subtareas, dependerá de cuáles sean las reglas que se activen en cada caso. La selección de la siguiente regla activable o, lo que es lo mismo, del siguiente conjunto de tareas que se propondrá al estudiante y de la forma en que se encadenarán, se realiza cada vez que se da por concluida una tarea compuesta. De esta forma es posible incluir entre las condiciones de activación los parámetros dinámicos que se obtienen de la interacción del estudiante con el sistema.

4 El efecto de la selección dinámica de las reglas docentes y, por lo tanto, de las tareas, es que el itinerario que sigue cada estudiante puede ser diferente, y se adaptará a sus características personales en aquellos aspectos que hayan sido decididos por el diseñador del curso [4]. 3.2 Los contenidos: Curso-C El anterior conjunto Curso-S de tareas y reglas docentes tiene como principal objetivo definir el curso desde el punto de vista estructural, articulándolo de la forma más conveniente para cada estudiante. Sin embargo, no es necesario que la sucesión de las tareas docentes se haga evidente para los estudiantes. Desde su punto de vista, el curso se presenta como una sucesión coherente de páginas HTML con las que interactúan, visualizando los diferentes elementos hipermedia que las componen y respondiendo a las preguntas propuestas. La generación de las páginas HTML que se presentan finalmente a los estudiantes también es dinámica, ya que no existe ninguna página como tal en el sistema. Cada página se genera en el momento que se va a presentar al estudiante a partir de los elementos hipermedia individuales que constituyen el conjunto de objetos Curso-C. La lista de los identificadores de los elementos que se utilizarán para cada página se obtiene de la definición de la tarea que se ejecuta en ese momento. Además, en aquellos casos en que la tarea actual se descomponga en subtareas cuya secuenciación pueda ser elegida por el estudiante, se incluyen en la página los enlaces necesarios para realizar cada una de las subtareas posibles. En todos los casos, la composición final de las páginas se ciñe a un modelo estético definido para el curso, y que permite que todas las páginas presenten un aspecto uniforme. 3.3 Los procesos de creación y ejecución de cursos En la figura 1 se muestra la arquitectura de TANGOW desde el punto de vista de los objetos utilizados por el sistema. Los objetos Curso-S, tareas y reglas docentes, se definen a través de una aplicación que actúa como herramienta para los autores de los cursos. Esta herramienta permite que los diseñadores determinen el conjunto de tareas y reglas que forman el curso, definiendo para todas ellas los parámetros que las caracterizan [5]. En esta etapa de diseño, se ha utilizado como formalismo de representación de tareas y reglas el lenguaje HTML. La herramienta de autor permite verificar la coherencia del curso, detectando algunos errores frecuentes, tales como tareas no definidas y que son referenciadas en alguna regla, o tareas

5 definidas y no utilizadas. Una vez el curso ha sido verificado, el conjunto Curso-S se compila, almacenándolo en una base de datos. Durante la ejecución del curso, el sistema utiliza la versión compilada para generar los itinerarios para cada estudiante, aunque la versión HTML se mantiene por razones de mantenimiento y accesibilidad. El conjunto de los elementos hipermedia que se utilizan para generar los contenidos de cada página, Curso-C, es único, y puede ser modificado sin necesidad de actualizar la estructura del curso en aquellos casos en que se desee cambiar un texto, una imagen, etc. Si se desea eliminar, o añadir, alguna de las referencias a los contenidos asociados a una tarea, entonces sí sería necesario modificarla utilizando la herramienta del diseñador. DISEÑADORES ESTUDIANTES Curso-C: Elementos Hipermedia Curso-S: Definición de TAREAS y REGLAS compilación Curso-S: TAREAS y REGLAS para seguimiento Figura 1. Objetos del sistema TANGOW 4 Conclusiones y agradecimientos El sistema TANGOW permite la creación y seguimiento de cursos adaptativos a través de Internet. En TANGOW, la estructura y el contenido de cada curso se gestionan de forma independiente, facilitando los procedimientos de adaptación a cada estudiante, así como las acciones de mantenimiento de la información.

6 La estructura de cada curso, Curso-S, se compone de un conjunto de objetos del sistema, tareas y reglas docentes, mientras que los contenidos, Curso-C, están formados por los elementos multimedia que se utilizan para generar dinámicamente las páginas HTML que se presentan a los estudiantes. Para el seguimiento de los cursos, la estructura de tareas y reglas se compila, almacenándola en una base de datos para mejorar los tiempos de acceso. Este trabajo está financiado parcialmente por la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología, CICYT, proyecto TEL Referencias [1] P. Brusilovsky, P. Miller, Web-based Testing for Distance Education, Actas de la conferencia WebNet-99, AACE, pag , [2] P. de Bra, L. Calvi. AHA: A Generic Adaptive Hypermedia System, Second Workshop on Adaptive Hypertext and Hypermedia, Ninth ACM Conference on Hypertext and Hypermedia, pag. 5-11, [3] Páginas Web del TANGOW, Task-based Adaptive learner Guidance On the Web, accesibles en: [4] B. A. Myers et al, "The Amulet Environment: New Models for Effective User Interface Software Development", IEEE Transactions on Software Engineering, v. 23, nº 6, 1997, pp [5] P. Szekely, P. Sukaviriya, P. Castells, J. Muthukumarasamy and E. Salcher, "Declarative Interface Models for User Interface Construction: The Mastermind Approach", en "Engineering for Human-Computer Interaction", L. Bass and C. Unger (eds), Chapman & Hall, 1996, pp [6] F. Saiz, P. Szekely, D. Devang, "Customized Web-based Data Presentation", proc. World Conference on the WWW, Internet and Intranet (WebNet'98), Orlando (Florida), 1998, pp [7] Brusilovsky, P., Schwarz, E. & Weber, G. (1996). A tool for Developing Adaptive Electronic Textbooks on Proceedings of WebNet-96 of the AACE, Boston, [8] F.García, J.Contreras, P.Rodríguez, R.Moriyón, Help generation for task based applications with HATS, en Engineering for Human-Computer Interaction, P. Dewan, ed., Kluwer, 1999, pp

7 [9] R.M. Carro, E. Pulido, P. Rodríguez, Dynamic generation of adaptive Internetbased courses, Journal of Network and Computer Applications, vol. 22, pag , [10] R.M. Carro, E. Pulido, P. Rodríguez, Designing Adaptive Web-based Courses with TANGOW, en Cumming, G., Okamoto, T., Gomez, L. Advanced Research in Computers and comunications in Education (IOS Press), vol. 2, pag , 1999.

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