Utilización del sistema TANGOW en aplicaciones de enseñanza adaptativa a distancia

Transcripción

1 Carro, R.M., Pulido, E. and Rodríguez, P. (2000): Utilización del sistema TANGOW en aplicaciones de enseñanza adaptativa a distancia. In: Métodos y Tecnologías en la Educación a Distancia, Eds: Mira, J. (Palencia: UNED), Utilización del sistema TANGOW en aplicaciones de enseñanza adaptativa a distancia 1 Introducción Rosa María Carro, Estrella Pulido, Pilar Rodríguez Escuela Técnica Superior de Informática Universidad Autónoma de Madrid Campus de Cantoblanco, Madrid {Rosa.Carro, Estrella.Pulido, Pilar.Rodriguez}@ii.uam.es En los últimos años, el gran auge de Internet ha hecho posible abordar proyectos relacionados con el uso de esta red para la educación a distancia. En este ámbito, han adquirido especial relevancia los sistemas de enseñanza a distancia basados en el uso de hipermedia, que utilizan la World Wide Web como medio de difusión de los materiales educativos. Para que un sistema de enseñanza de estas características sea eficaz, no basta con poner a disposición de los estudiantes una serie de contenidos o materiales educativos. Es necesario considerar ciertos aspectos relacionados con los distintos tipos de estudiantes y su proceso de aprendizaje. No todos los estudiantes tienen los mismos objetivos, preferencias, estilos de aprendizaje, o conocimientos previos sobre un determinado tema. Además, cada estudiante tiene una capacidad distinta para abordar, comprender y conocer unos temas determinados, por lo que las necesidades de los estudiantes que están utilizando un sistema de enseñanza a distancia pueden ser diferentes. Del mismo modo, la evolución de cada estudiante durante el proceso de aprendizaje puede ser distinta. Todos estos factores deben ser considerados, de modo que los sistemas educativos faciliten la tarea de los estudiantes y les ofrezcan algún tipo de guía durante su interacción con el sistema. De este modo surgen los sistemas de enseñanza adaptativos y, más concretamente, los cursos adaptativos accesibles a través de Internet, basados en el uso de hipermedia y cuyos contenidos se adaptan al progreso del estudiante durante la realización de los mismos. En este artículo vamos a presentar TANGOW, un sistema de enseñanza adaptativa que permite la creación y seguimiento de cursos adaptativos accesibles a través de Internet. En la sección 2 se describen los antecedentes, y en la sección 3 se presenta TANGOW, incluyendo la forma en que se organizan los distintos tipos de objetos que describen los cursos de TANGOW. Además, se describe la relación de estos objetos con los diseñadores o creadores, y los estudiantes o usuarios. En se puede encontrar más información sobre el sistema. 2 Estado del arte El trabajo descrito en este artículo está directamente relacionado con trabajos de investigación en sistemas tutores adaptativos. P. Brusilowski propuso un potente mecanismo para el desarrollo de sistemas de hipermedia sensibles al contexto [1], en los que, en cada momento, se decide el siguiente mejor paso en el curriculum presentado al estudiante, revisando en cada momento si se han estudiado todos los conceptos que son prerequisitos para acceder a una unidad de aprendizaje.

2 Las aproximaciones más utilizadas para el diseño de cursos adaptativos están basadas en el establecimiento de relaciones entre conceptos y sus prerrequisitos, de forma que los conceptos accesibles en cada momento dependen de los conceptos estudiados previamente por el estudiante [2][3], y en los mapas o grafos de conceptos que son utilizados para generar planes [4]. Por su parte, P. de Bra ha trabajado en la generación dinámica de páginas HTML, de forma que el aspecto final de las páginas presentadas a los estudiantes pueda decidirse momentos antes de ser presentadas. P. de Bra propone crear las páginas previamente, con sentencias condicionales incluidas como comentarios HTML, que serán evaluadas para decidir qué porciones de las páginas se muestran a cada estudiante y cuáles no [5]. 3 El sistema TANGOW TANGOW, Task-based learner Guidance On the Web, es un sistema para el desarrollo de cursos a través de Internet [6][7], que permite la adaptación de estos cursos a ciertos factores que los diseñadores consideran significativos, y a las preferencias de los estudiantes. Entre los factores que los diseñadores de un curso pueden determinar como relevantes se encuentran las características propias de cada estudiante, directamente relacionadas con su perfil, como su edad, y efectos de sus interacciones con el sistema, como el porcentaje de ejercicios realizados correctamente en algún tema. Respecto a las preferencias de los estudiantes, en la actualidad el sistema permite elegir la estrategia de aprendizaje que desean utilizar durante el desarrollo del curso: teoría antes de prácticas o viceversa. Teniendo en cuenta la estrategia elegida, el sistema adapta en lo posible el orden de presentación de contenidos teóricos y prácticos. 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 en TANGOW. 3.1 La estructura de un curso La estructura de un curso viene definida por dos tipos de objetos, las tareas y las reglas docentes, que constituyen el conjunto Curso-S. Un curso se descompone en unidades básicas o 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 para una misma tarea compuesta, 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.), de forma que la estructura del curso no es estática, sino que se va definiendo durante la realización del curso para cada estudiante concreto. 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.

3 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. 3.2 Los contenidos de un curso El conjunto de tareas y reglas docentes, Curso-S, 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; 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, el aspecto final de las páginas se ciñe a un modelo estético definido para el curso, y que permite que todas las páginas presenten unas características comunes. 3.3 La creación y ejecución de un curso En la figura 1 se muestra la arquitectura de TANGOW desde el punto de vista de los objetos utilizados por el sistema. Figura 1. Objetos en TANGOW Los objetos correspondientes a 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. En esta etapa de diseño, se ha utilizado como formalismo de

4 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 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. 4 Ejemplos y experiencias Con la herramienta proporcionada en TANGOW, se han desarrollado varios cursos y Web-sites adaptativos, cuya evaluación permitirá comprobar la eficacia de TANGOW como sistema de enseñanza adaptativa. El primer curso desarrollado con TANGOW, cuyo objetivo fue principalmente el de servir de ejemplo del funcionamiento del sistema, está relacionado con la educación vial. Este curso, aunque sólo abarca una pequeña parte de este tema, es una prueba de las distintas posibilidades de adaptación consideradas y llevadas a cabo por TANGOW. En este caso, la estructura del curso se adapta a (1) características propias del estudiante, como su edad: en algunas partes del curso, el diseñador ha decidido ofrecer a los estudiantes más jóvenes ejemplos de situaciones sencillas que los estudiantes mayores habrán podido experimentar por sí mismos, (2) la evolución del estudiante: si un estudiante no ha obtenido una calificación mínima durante la realización de los ejercicios de señales verticales, el enlace al tema de señales circunstanciales no se activará, ya que para poder estudiar estas últimas será necesario que comprenda bien las anteriores y (3) la estrategia de aprendizaje activa: el orden de presentación de tareas dentro de un mismo nivel será teoría -ejemplos-práctica o práctica-ejemplosteoría, según la estrategia seleccionada por el estudiante. Por otra parte, también los contenidos de las páginas se adaptan al idioma seleccionado por el estudiante. Posteriormente, se ha desarrollado un curso de HTML, donde se incluyen dependencias entre tareas, de forma que unas no sean accesibles hasta que no se hayan estudiado otras previamente, para ofrecer una guía al estudiante. Además, en este caso, se puede comprobar la posibilidad de reutilizar las mismas tareas en distintas partes del curso. También se observa la ventaja de componer las páginas a partir de elementos hipermedia, ya que permite la reutilización de algunas porciones de información en distintos momentos del curso (p.ej., párrafos de texto), sin necesidad de crear a mano páginas HTML distintas que incluyan esa porción entre sus contenidos. Se ha comprobado que, efectivamente, TANGOW aporta facilidades para la creación de Web-sites y para su mantenimiento, mediante la creación de un Web-site con información del propio sistema. En estos momentos, se está construyendo un curso de Compiladores, correspondiente a una de las asignaturas del plan de estudios de Ingeniería Informática de la U.A.M., que será evaluado por estudiantes de tercer curso de esta carrera. También se van a realizar otros dos cursos dentro del Plan de Innovación Docente que la UAM ha puesto en marcha recientemente con el objetivo de fomentar la aplicación de las nuevas tecnologías de la información al diseño e impartición de materias curriculares a través de la red. El primero de estos cursos corresponde a la asignatura de Informática para no Informáticos que se ofrece como Oferta Libre Específica en la titulación de Ingeniería Informática de la UAM. El segundo curso tratará sobre educación cívica y su diseño se realizará en colaboración con un grupo de profesores del departamento de Ciencias Políticas de la U.A.M.

5 5 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 los cursos se gestionan de forma independiente, facilitando los procedimientos de adaptación a cada estudiante, así como la reutilización y el mantenimiento de la información. La generación automática de páginas hace posible el mantenimiento de la coherencia en las páginas de menús, incluso después de producirse cambios en la estructura del curso. 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. Previamente al seguimiento de un curso, las descripciones de las tareas y reglas docentes que lo forman son compiladas, dando lugar a objetos que se almacenan en una base de datos y que son utilizados durante el seguimiento de los cursos, mejorándose así el rendimiento del sistema. TANGOW representa un avance en la capacidad de adaptación de los cursos desarrollados, al permitir la elección dinámica de lecciones y sesiones de prácticas accesibles para cada estudiante, teniendo en cuenta el proceso de aprendizaje y el perfil del alumno, revisando en cada paso sólo un subconjunto de las unidades de aprendizaje definidas. Además, no sólo es posible adaptar las lecciones accesibles en cada momento, sino también el contenido de esas sesiones, mediante la composición de las páginas HTML a partir de elementos multimedia que son seleccionados en función del perfil del estudiante. Este trabajo está financiado parcialmente por la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología, CICYT, proyecto TEL Referencias [1] P. Brusilovsky, E. Schwarz, G. Weber. A tool for Developing Adaptive Electronic Textbooks on WWW, Proceedings de WebNet-96, de la AACE, Boston, [2] G. Neumann, J. Zirvas, "SKILL: A Scalable Internet-Based Teaching and Learning System", Proceedings de WebNet 98 World Conference of the WWW, pag , [3] N. Henze, W. Nejdl. Adaptivity in the KBS Hyperbook system, Proceedings del 2nd Workshop on Adaptive and User Modeling on the WWW, [4] J. Vassileva. "DCG + WWW: Dynamic Courseware Generation on the WWW", Proceedings de AIED 97, pag , [5] P. de Bra, L. Calvi. AHA: A Generic Adaptive Hypermedia System, Proceedings del Second Workshop on Adaptive Hypertext and Hypermedia, Ninth ACM Conference on Hypertext and Hypermedia, pag. 5-11, [6] R.M. Carro, E. Pulido, P. Rodríguez. Dynamic generation of adaptive Internet-based courses, Journal of Network and Computer Applications, vol. 22, pag , [7] 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.