Por: Diego Albeiro Alvarez Zuluaga Ingeniero de Sistemas y Telecomunicaciones. Universidad Autónoma de Manizales.

Transcripción

1 SOFTWARE EDUCATIVO DIRIGIDO A PROLONGAR LOS TIEMPOS DE ATENCIÓN EN NIÑOS DE 7 AÑOS DIAGNOSTICADOS CON TRASTORNO POR DÉFICIT DE ATENCIÓN CON O SIN HIPERACTIVIDAD TDA±H VERSIÓN 2.0 Por: Diego Albeiro Alvarez Zuluaga Ingeniero de Sistemas y Telecomunicaciones. Universidad Autónoma de Manizales. Asesores: Ing. Adriana Maria Giraldo Osorio Ing. Mariela Rivero Carrillo Grupo interdisciplinario e interinstitucional en investigación en TDA±H de la UAM Psc. Liliana Castrillón (Departamento de Infancia) Psc. Luz Angela Velasco Escobar (Deparatamento de Eduacación) Fono. Luisa Fernanda Gómez Zuluaga Fono. Gloria Villegas Lic. en Preescolar. Marcela Ceballos (Colegio UAM) Lic, en Filosofía. Herminia Quiceno Valencia (Línea Informática Educativa Programa de Ing. de Sistemas) Fisiatra. Francia Restrepo de Mejía. (Departamento de Educación) PRESENTACIÓN La investigación que se presenta a continuación es el resultado del trabajo de grado de un estudiante de ingeniería de sistemas, el cual fue desarrollado durante los años 2003 y Se trata de una investigación formativa, en la línea de Informática Educativa de la UAM. Es una investigación que hace una aplicación tecnológica, la cual permite al ingeniero poner en práctica los conocimientos en programación y el uso de métodos de desarrollo de software específico como el que aquí se presenta. La reseña presentada corresponde a apartes del informe final de trabajo de trabajo presentado por Diego Albeiro Alvarez Zuluaga, quien fue asesorado tanto por las ingenieras arriba enunciadas y las integrantes del grupo interdisciplinario en déficit de atención con o sin hiperactividad. Este es el resultado de un trabajo interdisciplinario en el cual participan diferentes departamentos de la UAM. Actualmente el producto es usado en el proceso de capacitación a docentes y será utilizado en una prueba de campo para su validación final, con miras a ser utilizado en intervención clínica y educativa.

2 PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Qué tipo de MEC puede ser implementado, que apoye los procesos terapéuticos dirigidos a sostener la atención en niños(as) de 7 años diagnosticados con trastorno por déficit de atención con o sin hiperactividad TDA±H?. HIPOTESIS Las tecnologías de información y comunicación prolongan los tiempos de atención en niños(as) diagnosticados con trastorno por déficit de atención con o sin hiperactividad TDA±H OBJETIVO GENERAL Implementar un MEC que apoye los procesos terapéuticos dirigidos a sostener la atención en niños(as) de 7 años diagnosticados con trastorno por déficit de atención con o sin hiperactividad TDA±H. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Definir con el grupo interdisciplinario e interinstitucional en investigación en TDA±H de la Universidad Autónoma de Manizales, las características de los juegos que tendrá el Sistema. Desarrollar en el lenguaje de programación JAVA y en el motor de base de datos Firebird, los diferentes juegos que permitan apoyar los procesos para centrar la atención, teniendo en cuenta las necesidades del grupo interdisciplinario e interinstitucional en TDA±H de la UAM. Desarrollar en el lenguaje de programación JAVA y en el motor de base de datos Firebird, el módulo de informe de rendimiento, el cual se encargará de proporcionar información relevante y detallada del rendimiento del niño en los juegos desarrollados por éste, con el fin de que los profesores y expertos analicen estos resultados para proporcionar al niño ayuda en los juegos y/o temas donde la necesite. Desarrollar en el lenguaje de programación JAVA y en el motor de base de datos Firebird, el módulo de creación y asignación de planes de juegos, con el fin de que el docente pueda crear juegos y planes a la medida de cada niño o de un grupo de niños(as), para tratar de lograr los objetivos propuestos en un mayor grado de individualización. Realizar una prueba piloto con el Software,

3 con el fin de analizar el comportamiento de los niños(as) con el Sistema y poder realizar ajustes a la aplicación, si estos fueran necesarios. MÉTODO El método de desarrollo que se aplicará en el Sistema es el planteado por Craig Larman en su libro UML y patrones. Introducción al análisis y diseño orientado a objetos que se especifica por medio del Lenguaje unificado de construcción de modelos (UML Unified Modeling Language), el cual se define como un lenguaje gráfico para visualizar, especificar, construir y documentar los artefactos de un Sistema. Dicho método se utilizará debido a que actualmente los desarrollos de Software como el que se realizará requieren que la información se presente previamente de una manera clara, tanto para los ingenieros como para las personas ajenas a los conceptos técnicos (en este caso los miembros del grupo interdisciplinario e interinstitucional en investigación en TDA±H de la UAM). Para la etapa de análisis se quiso evaluar el componente educativo del Software en la primera versión del Sistema, para ello se utilizó la metodología de evaluación de Software educativo del proyecto Enlaces, de la Universidad Bío-Bío - Chillán Chile, la cual es una metodología práctica y sencilla donde se evalúa el Software por medio criterios instruccionales, relacionados con el contenido, relacionados con la interfaz, de navegación y medios, de efectividad instruccional y criterios Prácticos Ésta evaluación se realizó con el fin de determinar qué elementos son rescatables y cuales no se deben tener en cuenta de la aplicación anterior. (Véase Desarrollo capítulo 7) UML y la metodología planteada por Larman en su libro, proponen diferentes modelos, los cuales pueden ser usados de diferentes formas y en diferentes etapas del desarrollo del proyecto. Estos modelos son: Casos de Uso: Una descripción de un conjunto de secuencias y acciones, incluyendo variaciones, que un Sistema lleva a cabo y que conduce a un resultado observable de interés para un actor determinado. Un caso de uso es en esencia una interacción típica entre un usuario y un Sistema de cómputo. Modelo Conceptual: Es utilizado para representar los conceptos que conforman el Sistema y las relaciones entre los usuarios.

4 Diagramas de Despliegue: Un diagrama que muestra un conjunto de nodos y sus relaciones, muestra el despliegue de un Sistema desde un punto de vista estático. Muestra la disposición física de los componentes en los nodos de hardware y Software. Contratos: Indican cuáles son las condiciones iniciales y finales que se deben satisfacer antes y después de ejecutar una operación. Casos de Uso Reales: Describe el diseño concreto de los casos de usos a partir de una tecnología particular de entrada y salida, así como de su implementación global. Capas y Particiones: Muestra las partes que conforman el Sistema, explicando su funcionalidad. Los casos de uso han sido la herramienta seleccionada para la descripción de los procesos ya que permiten exponer de una forma clara y sencilla los componentes del trabajo anterior a los cuales se les debe agregar, eliminar y/o cambiar elementos en los procesos y en la forma en como deben ser aplicados. Un caso de uso es un documento narrativo que describe la secuencia de eventos de un actor que utiliza un Sistema para completar un proceso. Los casos de uso describen cómo interactúa un actor (agente externo) con el Sistema, en términos de la secuencia de pasos que utiliza para realizar un proceso. Los casos de uso son historias o casos de utilización de un Sistema; no son exactamente los requerimientos ni las especificaciones funcionales, sino que ejemplifican e incluyen los requerimientos dentro de las historias que narran 1. Las etapas que propone Larman haciendo uso de UML son las siguientes: Etapa de análisis Se definen el modelo conceptual, el diagrama de secuencia y los contratos, así: Modelo conceptual: 1 LARMAN, Craig. Fase de planeación y de elaboración En: UML y Patrones Introducción al análisis y diseño orientado a objetos. Primera Edición. México: Prentice Hall p52

5 Aquí se explican los conceptos significativos del Sistema; es la parte más importante de la etapa de análisis. En UML se ilustra con un grupo de diagramas de estructura estática donde no se definen operaciones; y contiene los conceptos, las asociaciones entre conceptos y los atributos de cada concepto. Diagrama de Interacción: Es un diagrama de interacción que resalta la ordenación temporal de los mensajes. Contratos: Describen el efecto de las operaciones sobre el Sistema. Suelen redactarse en un estilo declarativo, enfatizando lo que sucederá y no como se conseguirá. Los contratos suelen expresarse a partir de los cambios de estado de las precondiciones y de las poscondiciones 2. Etapa de diseño Se describe por medio de casos reales de uso, el modelo entidad relación, diagramas de paquetes y arquitectura, los cuales se especifican a continuación: Casos reales de uso: Definen una forma de especificar los casos de uso expandidos en la cual se consideran aspectos técnicos como la interfaz gráfica y la interacción a bajo nivel. Diagramas de paquetes y arquitectura Los diagramas de paquetes se utilizan para segmentar el Sistema en módulos que manejan datos en común. La arquitectura ilustra las diferentes capas y particiones de las que consta el Sistema. Modelo Entidad Relación Consiste en la estructura de las relaciones con las que se construye la base de datos, incluye el diccionario de datos completo de la aplicación. Etapa de construcción 2 LARMAN, Craig. Comportamiento de los Sistemas: Contratos En: UML y Patrones Introducción al análisis y diseño orientado a objetos. Primera Edición. México: Prentice Hall p147

6 En esta etapa se eligen los lenguajes de programación y las herramientas que se utilizarán para la realización del Sistema, luego se ponen en práctica para la realización de la base de datos en la que está soportada el Sistema, además de crear las interfaces y los módulos de la aplicación para los usuarios. ANÁLISIS DE RESULTADOS Se realizó un Software Educativo para apoyar los procesos terapéuticos dirigidos a sostener la atención en niños(as) de 7 años diagnosticados con trastorno por déficit de atención con o sin hiperactividad TDA±H. En el Sistema se construyeron 3 grandes módulos generales: - El primer módulo es el manejado por el usuario Administrador, el cual permite: Ingresar, Modificar, Consultar y Eliminar los Docentes del Sistema. - El segundo módulo es para el usuario Docente, el cual permite: o Ingresar, Modificar, Consultar y Eliminar los niños(as) del Sistema. o Ingresar, Modificar, Consultar y Eliminar los elementos multimedia existentes para la creación de los juegos (imágenes y sonidos). o Ingresar, Modificar, Consultar y Eliminar los planes de juegos o Asignar los planes existentes en el Sistema, a los niños(as) que tiene a cargo o Observar el rendimiento del niño en el desarrollo de los juegos - El último módulo es el perteneciente al usuario Niño, el cual permite que éste desarrolle los juegos propuestos por el Docente, bien sea en la Modalidad de planes de juegos (Planes de juegos asignados por el docente) o en la Modalidad Libre (Cualquier juego creado en el Sistema); El niño además puede desarrollar los juegos Concéntrese y Sopa de letras en el modo de un jugador, dos jugadores o en red. El módulo para la creación de los juegos, en los cuales se basa todo el Sistema, se desarrolló de una manera tal, que cualquier persona con una pequeña tutoría, pueda crear y modificar juegos, ya que el Sistema se realizó de una manera muy amigable y sencilla, pero a la vez robusta, teniendo en cuenta, que es en éste módulo donde el Sistema presentará un mayor crecimiento. Se implementó el esquema de la base de datos en el motor Firebird, el cual es un motor de bases de datos que nos permite estar seguros que la integridad de la información no se va a ver comprometida en ningún momento; además es una base de datos rápida, de libre distribución y que cumple todas las

7 características de una base de datos relacional, lo cual, ayudó a implementar con facilidad el modelo entidad-relación considerado para el Sistema, el cual surgió del análisis y diseño del mismo, tras aplicar la metodología propuesta para éste. - La capacidad de almacenamiento de la base de datos Firebird, es muy amplia y no hay problemas para soportar la información que se tiene prevista para el Sistema, en el cual se desea utilizar por lo menos una vez por semana. Se desarrolló la aplicación en su totalidad en el lenguaje de programación Java, el cual es un lenguaje de programación potente, de fácil uso, orientado a objetos y a las redes de comunicación, que ofrece facilidades para la creación de aplicaciones en ambientes Multiplataforma, en este caso Windows, y también ofrece facilidades para la conexión con motores de base de datos, como Firebird. Se desarrolló el módulo de informes de rendimiento del niño, el cual realiza un seguimiento constante en los juegos desarrollados por éste, el módulo toma en cuenta el juego que el niño desarrolla, el tiempo que toma en desarrollarlo, el resultado que se tuvo en el juego, además de determinar si el niño desarrolló el juego en la modalidad de planes de juegos o en la modalidad libre (cualquier juego del Sistema), entre otras cosas. Se realizó una prueba piloto del Sistema, en la cual se observó que había algunas fallas en la redacción de los mensajes, lo cual hacía que el usuario (Niño, Docente) se extraviará y no entendiera de la mejor manera lo que estaba haciendo o lo que el Sistema estaba tratando de informarle; Estos mensajes se corrigieron con la ayuda del grupo. También se detectó la falta de una ayuda para los niños(as), que guíe en el momento de desarrollar los juegos, también como la ausencia de la ayuda para los docentes en el módulo de creación de los juegos, la cual se encontraba en los manuales de usuario, pero se llegó a la conclusión de que también debe estar disponible directamente desde la aplicación. Con respecto a los juegos, se notó que el juego Deslizante es un juego muy difícil de desarrollar para los niños(as); este juego se modificó transformándose en el juego Rompecabezas, que es el mismo juego Deslizante, solo que el niño ya puede mover cualquier ficha del tablero, lo cual, lo convierte en un juego más fácil de desarrollar y más adecuado para los niños(as) a los cuales está dirigido el Sistema. En la sopa de letras se encontró un problema con el tamaño de las letras de la sopa, que hacía que al tratar de hallar una palabra, fuera algo muy complejo para los niños(as); Éste problema ya fue corregido, pero trae como

8 consecuencia que no se puedan ingresar palabras muy largas en la sopa, el tamaño máximo del tablero paso de 19X19 a 10X10, ya que el tamaño de las celdas del tablero se hizo más grande. En el juego Diferencias, cada vez que el niño encontraba una diferencia, se mostraba un mensaje de felicitación, lo cual hacia muy lento el desarrollo del juego, ya que el niño debía presionar un botón para quitar el mensaje; este problema se corrigió con un sonido diferente para cuando el niño descubra una diferencia, así éste sabrá cuando tuvo éxito y no será interrumpido por mensajes del Sistema. Cuando el Sistema está corriendo, hay una pantalla atrás de éste, en el cual se muestran mensajes y símbolos de la ejecución de la aplicación; esta pantalla será removida de la aplicación, ya que se convirtió en un distractor para los niños(as) y los profesores. Los juegos que tienen sonidos no pudieron ser probados, ya que en el lugar escogido para la realización de la prueba no era posible instalar parlantes, esto también afectó de alguna manera el desarrollo de los juegos por parte del niño, ya que cada juego tiene un conjunto de sonidos que lo hacen más llamativo y más interesante para el; pero aún con estos inconvenientes los niños(as) en general estuvieron entretenidos y atentos desarrollando los juegos. En los juegos en los cuales hay texto para leer, los niños(as) que presentaban algunos problemas para leer, tenían inconvenientes al no comprender el juego, el docente debe estar atento a estas situaciones, para colaborar al niño a entender y desarrollar los juegos. CONCLUSIONES El lenguaje de programación Java, es conveniente para el desarrollo de cualquier Sistema, ya que permite generar aplicaciones robustas; su fácil integración con motores de base de datos y la facilidad de enriquecer las aplicaciones con elementos multimedia, hacen que los Sistemas desarrollados en éste lenguaje, sean de alta calidad. Para la construcción del Sistema, no se tuvo en cuenta entornos de desarrollo como Delphi o Visual Studio.NET, ya que el grupo interdisciplinario e interinstitucional en investigación en TDA±H de la UAM, no cuenta con ninguna licencia para estos, lo cual no quiere decir, que Java fue una mala elección para el desarrollo del Sistema. EL motor de base de datos Firebird, provee al desarrollador todas las opciones para generar bases de datos relacionales, así como los motores de bases de datos antes mencionados, pero no a una escala tan grande como puede ser un ambiente

9 empresarial, ya que el Sistema desarrollado no lo necesita. El método de desarrollo aplicado en el Sistema, planteado por Craig Larman en su libro UML y patrones. Introducción al análisis y diseño orientado a objetos, permitió definir de manera clara los componentes y modelos del Sistema, aunque es un método extenso, siempre permite al desarrollador tener control sobre todos los componentes que tiene el Sistema, así como la interacción entre estos. La realización de este proyecto le permite al grupo interdisciplinario e interinstitucional en investigación en TDA±H de la UAM, tener una herramienta computacional para apoyar los procesos de enseñanza en niños(as) con TDA±H, además la oportunidad de dar a conocer el grupo nacional e internacionalmente, no solo por su herramienta computacional, sino por los servicios que el grupo ofrece. La realización de éste Sistema, es apenas una primera aproximación para el desarrollo de herramientas computacionales para niños(as) con TDA±H por parte del grupo interdisciplinario e interinstitucional en investigación en TDA±H de la UAM. Se realizaran nuevas pruebas al Sistema, siguiendo la metodología planteada para la aplicación, en donde Alumnos de Ingeniería de Sistemas realizarán junto al grupo interdisciplinario e interinstitucional en investigación en TDA±H de la UAM otra prueba piloto y una prueba de campo, en las cuales se realizará un análisis más detallado y con un mayor cuidado del impacto del Software en los niños(as) con TDA±H. Los alumnos también tendrán la tarea de corregir los errores que pueda presentar el Software y de enseñar a los expertos el manejo del Software desde su utilización, hasta su instalación; la cual debe ser acorde a lo planteado en el manual de instalación de la aplicación.