E-LEARNING CON SIMULACIONES Zayra Madrigal Alfaro Tutora: Angélica de Antonio Jiménez

Transcripción

1 Universidad Politécnica de Madrid Facultad de Informática Doctorado en Lenguajes y Sistemas Informáticos e Ingeniería del Software Trabajo de investigación: E-LEARNING CON SIMULACIONES Zayra Madrigal Alfaro Tutora: Angélica de Antonio Jiménez 1. Introducción al e-learning Los orígenes del uso de la tecnología para mejorar el aprendizaje, iniciaron con la investigación sobre cómo aprende la gente más efectivamente y eficientemente; se ha encontrado que usar tecnología de información puede mejorar la experiencia de aprendizaje, mejorando la eficiencia y reducción de costos. [1] En las últimas décadas, la investigación psicológica ha mostrado una gran atención por el papel de la cognición en el aprendizaje humano. En el campo del aprendizaje y la instrucción ahora vemos una influencia impresionante de la aproximación llamada constructivismo. En esta aproximación es posicionado un énfasis fuerte sobre el aprendiz como un agente activo en el proceso de la adquisición del conocimiento. [2] Para la corriente constructivista, el ser humano adquiere el conocimiento mediante un proceso de construcción individual y subjetiva, de manera que la percepción del mundo está determinada por las expectativas del sujeto. [3] Varios estudios realizados sobre cómo aprenden los seres humanos, dirigieron al desarrollo de una nueva aproximación ahora llamada SIT (Sistemas Inteligentes de Tutoría). Las funcionalidades de los SIT son distintas de aquellas encontradas en aproximaciones más convencionales a la Instrucción Basada en Computadora (CBI del inglés Computer-Based Instruction). [1] El surgimiento del World Wide Web (WWW) cambió a los CBI y SIT en formas inanticipadas e inesperadas. La WWW proporcionó una estructura de comunicaciones ampliamente accesible construida sobre estándares comunes que proporcionaban acceso fácil, en cualquier tiempo y lugar, a la información y conocimiento. La comunidad CBI rápidamente vio los beneficios a largo plazo de la instrucción basada en web y fueron varias las adecuaciones que sufrió la CBI para ser arquitecturalmente compatible con la www, así también como la adquisición de varios conceptos de los SIT. Todos estos cambios dieron lugar al e-learning. [1] En la actualidad, la definición del término e-learning hace referencia, por una parte, al uso de tecnologías de Internet (e-), y por otra, a una metodología de transmisión de conocimientos y desarrollo de habilidades, centrada en el sujeto que aprende y no tanto en el profesor que enseña. [4] Mediante esta tecnología el estudiante tiene acceso a cursos interactivos y multimedia en formato web, apoyados con medios de comunicación que permiten la colaboración y discusión online de las materias estudiadas. Estos mismos medios permiten que la formación sea tutorada por un experto que realice un seguimiento del progreso de los estudiantes, así como la orientación, resolución de dudas, motivación, etc.

2 Entre las numerosas ventajas de aplicar sistemas de formación basados en e-learning, cabe destacar las siguientes: Centrado en el horario, Flexibilidad horaria, Independencia geográfica y Sin constes por desplazamiento [5]. 2. Elementos del e-learning Los elementos base que componen al e-learning son los siguientes: Sistema de Gestión del aprendizaje LMS (del inglés Learning Management System). Es el núcleo alrededor del cual giran los demás elementos [1]. Básicamente se trata de un software para servidores de Internet/Intranet que se ocupa de: Gestionar los usuarios, altas, bajas, control de su aprendizaje e historial, generación de informes, etc. Gestionar y lanzar los cursos, realizando un registro de la actividad del usuario: tanto los resultados de los test y evaluaciones que realice como de los tiempos y accesos al material formativo. Gestionar los servicios de comunicación que son el apoyo al material online, foros de discusión, charlas, Objetos de aprendizaje. Un objeto de aprendizaje es una unidad mínima de formación que cumple con un único objetivo y que puede ser secuenciado junto con otros objetos de aprendizaje para conformar cursos que abarcan objetivos de aprendizaje más amplios [6]. Sistemas de comunicación síncrona y asíncrona: Un sistema síncrono es aquel que ofrece comunicación en tiempo real entre los estudiantes o con los tutores. Por ejemplo, las charlas o la videoconferencia. Los sistemas asíncronos no ofrecen comunicación en tiempo real, pero por el contrario ofrecen como ventaja que las discusiones y aportaciones de los participantes quedan registradas y el usuario puede estudiarlas con detenimiento antes de ofrecer su aportación o respuesta. 3. Desarrollo de contenidos y problemática Una de las actividades más importantes en el campo del e-learning es la creación de contenidos, sin embargo, en la actualidad existe un serio problema con el desarrollo de contenidos. La mayoría de contenidos siguen el patrón conocido de un libro o de una clase presencial. Ya sea traduciendo un texto a lenguaje HTML o grabando una clase o un reportaje que ilustre algún punto. El desarrollo de los contenidos sigue en el lado de enseñar y no en el de aprender. En el lado de transmitir información (enseñar) y no en el de hacer y practicar (aprender) [7]. El punto clave, es el desarrollo de una mentalidad nueva adecuada a las nuevas tecnologías. Hoy tenemos ya a nuestra disposición las teorías, modelos y tecnologías que nos permiten programar ordenadores de forma que el alumno se enfrente a una situación de trabajo simulada en la que tenga que alcanzar un objetivo, se comporte activamente. El verdadero e-learning supone el uso de la interacción y la simulación para ofrecer una experiencia de aprendizaje efectiva y estimulante.

3 Algunos investigadores han realizado estudios para saber cuánto mejora el aprendizaje mediante el uso de la interactividad y los recursos audiovisuales. Los resultados mostraron que el estudiante puede retener hasta un 90% de las cosas que hace [8]. La conclusión general que surge de estos estudios es que hay una tendencia hacia que las simulaciones sean más efectivas. 4. Estándares en e-learning Desde los inicios de la industria del e-learning, la interoperabilidad de los sistemas ha sido un factor clave. La compatibilidad entre los sistemas ofrece muchas ventajas a los consumidores de elearning [11]. Garantizan la viabilidad futura de su inversión, impidiendo que sea cautivo de una única tecnología. De modo que en caso de cambiar de LMS la inversión realizada en cursos no se pierde. Aumenta la oferta de cursos disponible en el mercado, reduciendo de este modo los costes de adquisición y evitando costosos desarrollos a medida en muchos casos. Posibilita el intercambio y compraventa de cursos, permitiendo incluso que las organizaciones obtengan rendimientos extraordinarios sobre sus inversiones. Facilita la aparición de herramientas estándar para la creación de contenidos, de modo que las propias organizaciones puedan desarrollar sus contenidos sin recurrir a especialistas en e-learning. Después de un proceso de convergencia sobre los diferentes estándares en el mercado, el estándar aceptado en casi el 100% de la industria E-learning es SCORM. 5. SCORM SCORM es un modelo que hace referencia a un conjunto de estándares técnicos, especificaciones y guías diseñados para cumplir requerimientos de alto nivel para contenidos de aprendizaje y sistemas [1]. SCORM ha trabajado con muchas organizaciones para construir una modelo de referencia para la fundación de un aprendizaje basado en web. Años de experimentación y pruebas de aplicaciones basadas sobre SCORM confirman que ahora es un modelo estable. Este modelo ha sido dividido en una colección de libros técnicos. Estos libros están agrupados en tres temas principales: El Modelo de Agregación de Contenidos (CAM) el Entorno de Ejecución (RTE) y Secuencia y Navegación (SN) [1]. 5.1 Detalles que cubre cada libro LIBRO SCORM CONCEPTOS TECNOLOGÍAS ÁREAS CUBIERTAS Vista general Información conceptual Introducción a varios elementos de alto nivel de la terminología SCORM Libros CAM, RTE y SN en un alto nivel Modelo de Agregación de Contenidos Ensamble, etiquetar y empacar contenidos de aprendizaje SCO, Asset, Agregación de Contenidos, Archivo SCOs y manifestss. Comunicación de los SCOs con los LMS vía

4 Entorno de Ejecución Secuenciación y Navegación Gestión del LMS del Entorno de ejecución el cual incluye lanzamiento, comunicación del contenido con el LMS, seguimiento. Secuenciación del contenido y navegación. de Intercambio de Paquetes, Medados, Manifest, Información de Secuenciación y Navegación API, Instancia API, Lanzamiento, Sesiones, Métodos de transferencia de Datos, Métodos de Soporte Árbol de Actividades, Actividades de Aprendizaje, Información de Secuenciación y Navegación, Modelo de Datos de Navegación RTE. Los SCOs son descritos en el libro CAM La Secuenciación y la Navegación afectan cómo el contenido es ensamblado en un manifest Una de las capacidades que son candidatas para temas a ser incluidos en la futura evolución de SCORM es la Incorporación de aspectos de simulación. 6. Simulaciones Las simulaciones computacionales son programas computacionales que sostienen un modelo de algún sistema real. El modelo puede ser proporcionado con entradas las cuales causan salidas para ser generadas. En los escenarios instruccionales los aprendices generalmente esperan descubrir propiedades del modelo dando entradas al modelo y analizando la salida. [2] Básicamente, las simulaciones pueden ser descritas de acuerdo al tipo de sistema real que es representado en el modelo, el nivel de fidelidad y las características internas del modelo. [2] 6.1. Clasificación de las simulaciones En la literatura podemos encontrar un número de clasificaciones relevantes de las simulaciones. Jong y Joolingen [2], muestran una clasificación realizada por Alessi y Trollip. Ellos distinguen simulaciones físicas, simulaciones de procedimientos, simulaciones situacionales y simulaciones de procesos. Simulaciones Físicas. Son simulaciones que enseñan acerca de algo. En una simulación física el objeto físico o fenómeno es representado en la pantalla, ofreciendo al estudiante la oportunidad de aprender sobre él. [9] Simulaciones de Procedimientos.

5 El propósito principal de las simulaciones de procedimientos es que el estudiante aprenda una secuencia de acciones que constituyen un procedimiento. Ejemplos comunes de este tipo de simulación pueden ser desde enseñar a utilizar una calculadora o un teléfono, diagnosticar el mal funcionamiento de un equipo hasta aterrizar un trasbordador. [9] Simulaciones Situacionales. Las simulaciones situacionales tratan con las actitudes y el comportamiento que deben asumir las personas ante una situación o problemática. En todas las simulaciones situacionales el estudiante es la parte integrante más importante de la simulación, ya que toma rol principal. Los otros roles son tomados por estudiantes que interactúan en el mismo programa o por la computadora quien toma el rol de una persona. [9] Simulaciones de Procesos. Las simulaciones de procesos se utilizan generalmente para informar al estudiante acerca de un proceso o concepto que no se manifiesta visiblemente, por ejemplo el sistema económico de un país, cómo la ley de la demanda y la oferta afecta el precio de un producto o cómo crece o disminuye la tasa poblacional de una región. Las simulaciones de procesos son usadas para pronosticar estos tipos de situaciones. [9] Existen varias clasificaciones más que diversos investigadores presentan en sus trabajos, estas clasificaciones se basan en el tiempo, valores que toman la variables de la simulación, comportamiento, etc. [10] Después de haber revisado algunas clasificaciones que hacen diferentes investigadores sobre las simulaciones, se puede concluir que existe un conjunto de criterios que las representan, como son: Modelo del Sistema, Sistema Real que representa, qué enseñan, elemento a aprender, factor tiempo, comportamiento, base de las variables, función del aprendiz en la simulación, asistencia o supervisión, retroalimentación, número de estudiantes, ubicación, tipo de guía al aprendiz, tipo de representación y si permite acciones incorrectas o no del estudiante. Estos criterios podrían servir para facilitar la clasificación de las simulaciones y en base a estos criterios, poder darles un tratamiento adecuado en el momento de diseñar y construir simulaciones; también cuando se desee evaluar los objetivos alcanzados y contenidos completados por los estudiantes, estos criterios serían un buen punto de partida para la evaluación; ya que debido a la naturaleza de las simulaciones, la evaluación del estudiante sería muy diferente. 7. Conclusiones Problemas actuales de las simulaciones Es un hecho que las simulaciones son herramientas con un gran poder que darán un cambio a la educación. Sin embargo existen todavía muchos problemas por superar tanto por desarrolladores de simulaciones como por los aprendices. A continuación se mencionan algunos de éstos problemas. Evaluación. Es muy difícil evaluar el contenido basado en una simulación.

6 Identificar a los expertos y diseñadores apropiados de las materias. Las simulaciones requieren una nueva forma de pensamiento sobre el contenido (libro). Consumo de recursos. Estos sistemas requieren de muchos recursos de ancho de banda y hardware no disponibles en el actual Internet. (libro) Examinación. Es muy difícil examinar el material aprendido de una simulación Precio. Los juegos computacionales son caros de construir. Podemos decir que dentro del e-learning las simulaciones son un tipo de contenido muy especial, ya que debido a su naturaleza no pueden ser tratadas como los demás contenidos habituales (imágenes, texto, multimedia, etc.), por tal motivo resulta aun más difícil el poder incluirlas dentro de un modelo de estandarización para distribuirlas como objetos de contenido reusables en diferentes sistemas, como lo hace SCORM hasta este momento. Es necesario que SCORM adicione diversos elementos dentro de sus modelos de secuenciamiento, comportamiento y navegación, principalmente para poder evaluar los objetivos de aprendizaje alcanzados por el aprendiz, dentro de una simulación. Una propuesta es que la simulación lleve a cabo el control de la secuencia, establezca los controles, restricciones, reglas y seguimiento del avance del aprendiz para su evaluación; posteriormente la simulación enviaría los resultados como parámetros, para que SCORM los recibiera dentro de sus propios elementos ya definidos y se procesaran de igual forma que los demás contenidos de aprendizaje. Este trabajo continua en desarrollo, ya que hacen falta resultados concretos sobre cómo pueden ser incorporadas las simulaciones dentro del estándar SCORM. BIBILIOGRAFÍA

7 [1] Sharable Content Object Reference Model(SCORM) 2004 Overview. Disponible en [2] T. de Jong, W.R. van Joolngen. Discovery Learning with computer simulation of conceptual domains. IST-Memo Universidad de Twente, Holanda. [3] Teorías del Aprendizaje, Cómo se adquieren los conceptos?. Consultado en [4] M. Carrasco Mora. E-learning el futuro de la formación on-line. Centro de Diseño Industrial y Artístico de Cataluña. [5] Qué es e-learning?. Centro de Formación a Distancia para Iberoamérica. Consultado en [6] Qué es un learning object?. Consultado en [7] S. Barajas. e-formación o e-learning?. ISSN: [8] Simulation based e-learning. Consultado en [9] Tipos de simulaciones. Universidad Interamericana de Puerto Rico, Reciento Metropolitano. Programa graduado en computación educativa.cedu645e: Educación a distancia. [10] A. Sulistio, C.S. Yeo, R. Buyya. A taxonomy of computer-based simulations and its mapping to parallel and distributed System Simulations Tools. Universidad de Belbourne, Australia. [11] El futuro de los estándares en e-learning. Consultado en