Situación actual de estandarización de procesos de aprendizaje y su relación con la información sobre el alumno

Transcripción

1 Situación actual de estandarización de procesos de aprendizaje y su relación con la información sobre el alumno Carmen Pagés 1, José Javier Martinez 1 y Roberto Barchino 1 1 Dpto. de Ciencias de la Computación ETS Ingeniería Informática Universidad de Alcalá Alcalá de Henares (Madrid) {josej.martinez, carmina.pages, roberto.barchino}@uah.es Resumen. El objetivo de los objetos de aprendizaje (LO) es su utilización en procesos de aprendizaje en entornos tecnológicos distintos y con objetivos y estructura diferentes pero con contenidos comunes. La relación de los LO con los procesos de aprendizaje en sentido amplio: actividades, objetivos, competencias, certificados, etc. y con los protagonistas del aprendizaje, los alumnos, está siendo estudiada en estándares y arquitecturas. El objetivo de este trabajo es sintetizar las relaciones existentes entre todas estas entidades, lo que permitirá sugerir características y elementos apropiados a aplicar en su modelización. 1 Introducción La expansión del ámbito y aplicación del e-learning ha multiplicado la generación de los llamados objetos de aprendizaje (LO - Learning Objects), muchas veces sin controlar su calidad ni su verdadera utilidad. El objetivo de la creación de los LO es su utilización en cursos o, más genéricamente, en procesos de aprendizaje que se realizan en entornos tecnológicos distintos (interoperabilidad) y con objetivos y estructura diferentes pero con contenidos comunes (reusabilidad). Una vez resulto el problema de su generación, nos enfrentamos a otro problema, no menos importante, que es poner a disposición de los potenciales utilizadores el LO producido, entendiendo como potenciales utilizadores las entidades relacionadas con los procesos de aprendizaje, como actividades, objetivos educativos, competencias o certificaciones, y los protagonistas del mismo, los alumnos. Dada la enormidad de las acciones y productos de ámbito internacional en este terreno, además de la necesidad de reutilizar cuanto sea posible estos servicios/productos de coste muy elevado, han nacido a nivel internacional diferentes iniciativas con el objetivo de desarrollar especificaciones y estándares que garanticen la interoperabilidad y la integración [1] de los recursos didácticos y de los sistemas en diferentes ámbitos operativos. El siguiente documento se enmarca dentro de los trabajos del grupo Información sobre el estudiante (GT3) dentro del subcomité Tecnologías de la Información para

2 el aprendizaje (CTN 71/SC36) de AENOR, referente en España de los grupos CEN/ISS. En la sección 2 se estudia la propuesta de arquitectura más extendida, sus elementos y relaciones. A continuación, la sección 3 expone la situación actual de estandarización de los elementos relacionados con los procesos formativos y los alumnos. En la sección 4, se presentan relacionadas las distintas entidades encontradas en el análisis realizado de estándares y arquitectura. Finalmente, sección 5, a partir del estudio, se expresan debilidades y fortalezas de la modelización actual. 2 Arquitectura de e-learning El grupo IEEE ha desarrollado un estándar de definición de arquitecturas de e- learning centrado en el único nivel normativo existente: el nivel tres representado en la figura 1 de [2]. Multimedia Learner Entity Behavior Interaction Context Delivery Learning Preferences Learning Locator Content Catalog Info Learning Coach Resources Query Locator Assessment Fig. 1. Nivel 3. Componentes del Sistema Evaluation Learner Info (current) (history/obj.) Learner Info Learner Records (new) En la figura 1 podemos ver tres tipos de componentes: procesos (círculos), almacenajes (rectángulos) y flujos (flechas). De forma resumida la operativa de los sistemas que implementen esta arquitectura es la siguiente: Los estilos, estrategias y métodos de aprendizaje los definen los alumnos mediante preferencias de aprendizaje; Los alumnos se observan y evalúan a través de sus interacciones con el sistema; La evaluación produce información sobre el alumno y su conocimiento; La información sobre el alumno se almacena en la base de datos de alumnos; El proceso de entrenamiento revisa la información sobre el alumno y su conocimiento para establecer objetivos de aprendizaje futuros; El proceso de entrenamiento busca los recursos necesarios para cada contenido; El proceso de entrenamiento extrae los localizadores del catálogo de recursos de aprendizaje y los pasa al proceso de entrega; El proceso de entrega extrae los contenidos de aprendizaje y los transforma en una presentación interactiva multimedia. Toda la información relacionada con LO y procesos de aprendizaje se incluye en el almacén Recursos de aprendizaje, mientras que el alumno aparece como un proceso en sí mismo ( Entidad alumno ) y como un almacén ( Registros del alumno ) que contiene sus preferencias y objetivos formativos, su situación de formación actual y

3 los conocimientos que ya posee. La relación ente los almacenes del alumno y de los conocimientos no solo permite mantener el estado de formación actual sino que debe proporcionar datos sobre la situación pasada y futura de aprendizaje del alumno. 3 Estándares de e-learning La implantación de estándares facilita la rentabilidad de las inversiones de proveedores y usuarios e incrementa la cantidad y calidad de contenidos compatibles entre plataformas. Los estándares están en constante evolución, por lo que casi todos los que vamos a analizar están en fase de desarrollo. Hemos seleccionado para este estudio, entre la gran cantidad de organizaciones y grupos de trabajo, los relativos a la definición de LO, procesos de aprendizaje y datos del alumno. 3.1 Estándares sobre procesos educativos IEEE. Learning Object Metadata (LOM) [3] define una estructura de datos asociada a cada LO que lo describe, cataloga y proporciona información sobre su representación, utilización y su contexto cultural, pedagógico y lingüístico. Está de acuerdo con los proyectos ARIADNE ( IMS ( Dublín Core ( y. RM ( Otro estándar en desarrollo es Draft Standard for Learning Technology - Reusable Competency Definitions [4], que especifica los elementos obligatorios y opcionales que deben definir una competencia de acuerdo con el RCDEO de IMS. IMS. Abarca varios aspectos como el RDCEO (Reusable Definition of Competency or Educational Objective Specification) [5], que define los datos necesarios para definir e intercambiar competencias; Content Package [6], que estandariza la forma de describir y empaquetar cursos o conjuntos de cursos; Learning Design Specification [7], que estudia la forma de describir y codificar las distintas metodologías de aprendizaje, entendidas como secuencias de actividades formativas; Learning Resource Meta-data Specification [8], que estudia la definición de metadatos para los LO, basándose en el LOM de IEEE. ADL. RM Content Aggregation Model [9]. Define como identificar y describir los contenidos educativos, como agregarlos en cursos y como transportarlos entre distintos entornos y repositorios. CEN/ISS Learning Technology Workshop (WSLT) ( Esta iniciativa europea trabaja en aspectos

4 relacionados con la definición de competencias, su relación con los datos del alumno y con otros distintos tipos de certificados europeos basándose en el RDCEO de IMS. 3.2 Estándares sobre información del alumno ISO/IEC ( Esta organización ha creado un grupo de trabajo (WG3) específico sobre la información de los participantes, dentro del subcomité 36 de Tecnologías de la información para el aprendizaje. Este grupo ha comenzado a trabajar este año en España. Ha publicado un estándar sobre la información de los participantes en sentido amplio, entendido no solo como estudiantes, sino también tutores, desarrollares de contenidos, directores de cursos, etc. Además está trabajando en otros, como las preferencias de los participantes (idioma, cultura, etc.) y sus experiencias formativas pasadas y futuras. IEEE. P Public and Private Information for Learners (PAPI LEARNER) [10]. Su objetivo es proporcionar la sintaxis y la semántica de un modelo del alumno, incluyendo conocimientos, estilos de aprendizaje, habilidades, datos e información personal. Proporciona distintos niveles de granularidad y de clasificación lógica de los datos y un mecanismo de extensión para permitir personalizaciones. Considera convenciones culturales e institucionales y la gestión de seguridad. IMS. Learner Information Package (LIP) [11]. Especifica, mediante XML, la información del estudiante que debe intercambiarse entre sistemas. Casi todos sus elementos son opcionales y está diseñado para ser extensible, proporcionando mucha flexibilidad. LIP puede ser utilizado a nivel individual o entre organizaciones. Sus datos atómicos se estructuran en 11 niveles (accesibilidad, actividad, afiliación, etc.). Para el intercambio de datos utiliza las especificaciones del IMS Content Packaging. LIP incorpora la especificación de IEEE PAPI. 4 Modelo de procesos de aprendizaje y su relación con los datos del alumno En cuanto a los procesos de aprendizaje los estándares establecen distintas entidades clasificatorias que se basan en los LO. La jerarquía de los LO se estudia en el contexto de los diferentes tipos de LO respecto a su granularidad y sus componentes estructurales [12] mediante los modelos de contenido de los LO. Estos modelos identifican diferentes tipos de LO y sus componentes. Existen diferentes modelos, por ejemplo Learnativity Content Model [13], en el que se basan el modelo de Microsoft y del ADL, o RM Content Aggregation Model [9]. Learnativity Content Model establece una taxonomía basada en: Componentes básicos, como animaciones, párrafos de texto, ficheros de audio, etc.

5 Objetos de información o conjunto de componentes básicos que forman procedimientos, principios, resumen, etc. Objetos de aplicación o conjunto de objetos de información con un objetivo. Objetos agregados o conjunto de objetos de aplicación, forman una lección. Colecciones o conjuntos de objetos agregados, forman cursos o curricula. RM Content Aggregation Model contiene los siguientes componentes, que se relacionan como muestra la figura 2: 1. Elementos básicos, como ficheros de texto, audio, video, etc. denominados Assets 2. Objetos de contenido compartibles (Shareable Content Object - ) o conjunto de Assets. 3. Agregación de contenidos que mediante una estructura agrupa Assets y/o. Estructura del contenido Agregación de contenidos Agregación Agregación Asset Asset Fig. 2. Modelo de agregación de contenidos de RM Básicamente otros modelos siguen las mismas líneas que los presentados con pequeñas variaciones, como podemos ver en la siguiente tabla procedente de [14]. Learnativity RM CI Netg Componente básico Asset Item - Objeto de información - RIO - Objeto de aplicación RLO Asunto Objeto agregado Agregación de contenidos - Lección Colección - - Unidad Curso Además de la agregación de LO obteniendo otros LO que cumplen determinados objetivos educativos más amplios, podemos distinguir las siguientes entidades, en los estándares estudiados, relacionadas con los procesos de aprendizaje: Actividades. Tareas, ejecución de procesos educativos y, en general, cualquier realización dentro de un proceso formativo. Objetivos. Propósito que persigue la realización de un proceso formativo en sentido amplio. Competencias. Conjunto, en términos descriptivos, de habilidades, conocimientos, tareas y resultados de un aprendizaje, dentro de un contexto educativo o carrera. Asset

6 Certificaciones. Calificaciones, certificaciones o licencias que acreditan la obtención del resultado de un proceso de aprendizaje. Modelos. Modelo o estructura en la que se basa la definición de competencias. Estados. Descripción de una característica o una definición dentro de un modelo. La figura 3 intenta mostrar la relación conceptual entre los términos anteriores. Contribuidor contribuye Competencia está asociada a Modelo es evidenciada por cumple está formada por define Actividad contiene LO cumple Objetivo Estado Fig. 3. Modelo relacionado de procesos formativos En la figura podemos ver que una competencia lleva asociado un modelo en el que se basa su descripción. Este modelo se compone de estados que identifican el área de aplicación, el nivel asociado (elevado, medio, etc.) y el tipo de aprendizaje asociado al estado (habilidad, ejecución, conocimiento, etc.). La competencia hace referencia a los estados del modelo que deben conseguirse para obtenerla. El ciclo de vida de la competencia viene definido por sus relaciones con los contribuidores, que crean, actualizan, completan y, general, actúan sobre ella. El papel que juegan, la fecha e identificación es la información necesaria de los contribuidores. Las competencias se relacionan con los LO de cualquier nivel a través de las actividades formativas que realizan. Podemos definir ciertas actividades cuya ejecución evidencia la adquisición de una competencia. Cada actividad contendrá para su desarrollo uno o varios LO (núcleo del aprendizaje asociado a la actividad). Los LO llevan asociados sus metadatos [3], entre ellos el objetivo educativo, que, por otro lado, también es básico en la definición de una actividad formativa. Son importantes en este modelo las relaciones reflexivas. Ya hemos visto las relaciones de jerarquía entre LO y en [3] se definen varios tipos de relaciones entre LO: forma parte de, es versión de, etc. Igualmente existen este tipo de relaciones entre objetivos, actividades y competencias. En concreto las relaciones básicas que evidenciamos entre competencias son: es parte de (jerarquía), es versión de (evolución), es idéntica a (igualdad) y es equivalente a (mismo objetivo, distinta definición). También es importante definir un modelo de información capaz de expresar la relación de cualquier proceso formativo con los alumnos, como se muestra en la figura 4. posee Alumno aspira adquiere realiza Objetivo Competencia avala Certificación avala Actividad

7 Fig. 4. Modelo relacionado de alumnos / procesos formativos La definición formal del conocimiento de un alumno podemos definirla a través de cuatro relaciones: Las certificaciones que ya ha obtenido y en las que está en proceso de obtención; Las actividades formativas realizadas y las que está realizando; Las competencias adquiridas y en las que está en proceso de adquisición; Los objetivos educativos que aspira obtener, incluyendo información que permita realizar un seguimiento del proceso de obtención de estos objetivos. Ya hemos desarrollado en el modelo de la figura 3 las relaciones de las entidades objetivo, actividad y competencia. En la figura 4 podemos ver las relaciones propias de la entidad certificación: Relación entre certificaciones, del mismo tipo que la relación entre competencias; Relación con competencias, indicando la/s competencia/s que son avaladas por una certificación; Relación con actividades, indicando la/s actividad/es que han sido realizadas en la obtención de la certificación. 5 Conclusiones y trabajos futuros Del análisis realizado se desprende la diversidad de organizaciones de estándarización que producen documentos, en muchos casos similares, sobre aspectos muy concretos. La división de estas organizaciones en grupos de trabajo muy específicos hace que se pierda la visión de conjunto, aspecto que hemos querido destacar en este trabajo. Una visión global de los elementos y las relaciones entre procesos formativos y alumnos solo se consigue relacionando una gran cantidad de documentos muy específicos. Los resultados de las organizaciones de estandarización, al ser tan detallados, resultan muy complejos al verlos de forma global. La praxis real de los estándares se basa en que las organizaciones desarrolladoras de e-learning crean en su utilidad. Asociar un gran número de atributos a los elementos, como los metadatos de los LO, está exigiendo de los constructores la definición de un núcleo básico de metadatos obligatorios. Por otra parte, sería interesante agrupar conceptos básicamente iguales, por ejemplo los estados de los modelos que definen una competencia podrían utilizarse como objetivos educativos de una actividad o de un alumno. En general los estándares deben tender a unificar criterios y definir elementos y datos básicos, dejando abierta la posibilidad, reglada, de extensiones. Es imprescindible realizar aplicaciones en entornos reales de los estándares analizados y hacer un seguimiento de sus resultados que realimente el proceso de definición de los estándares. Por ejemplo, el proyecto <e-aula> ha encontrado problemas en la gestión del historial de la navegación de los alumnos por curso, dentro de los datos de alumnos definidos por IMS [15]. Estudiar las soluciones propuestas y compararlas

8 con el uso de datos del alumno en otros entornos es primordial para el desarrollo de dicho estándar. Se hace necesario adaptar ciertos estándares a las legislaciones particulares de cada país, por ejemplo los datos relativos al estudiante y sus relaciones con competencias, certificaciones, objetivos, etc. En este caso la Ley de Protección de Datos debe ser utilizada para la particularización de los estándares, definiendo si el propietario de un examen o certificado es el alumno o la organización que lo evalúa o genera; quien almacena los datos y donde; que tipo de personas u organizaciones pueden acceder a ellos y si cada tipo debe tener permisos específicos sobre parte de la información, como define genéricamente [10]; etc. Además de la legislación es importante hacer labores de traducción y adaptación cultural de los estándares, por lo que iniciativas como la reciente creación del grupo CTN71/SC36 Tecnologías de la información para el aprendizaje en España, del que los autores formamos parte, son bienvenidas. Finalmente, sería necesario analizar los distintos documentos oficiales europeos relativos a perfiles de estudiantes definidos por CEDEFOP (European Centre for the Development of Vocational Training, European CV, European Certificate Supplement, Europass y Diploma Supplement, encuadrándolos en los estándares definidos para los certificados, utilizando las relaciones expuestas en este trabajo con competencias y actividades. En concreto el Suplemento Europeo, instrumento básico del proceso de Bolonia, establecido por ley en nueve países europeos, entre ellos Francia, Alemania e Italia y que está en fase experimental en España. Referencias 1. France, F.: A Roadmap of ICT Standardization and Interoperability For Learning, Education, and Training. En: Normes & standard pour l apprentissage en ligne. Journée internationale de reflexión. Versalles (Francia), /_notes/_notes/farance.pdf. 2. IEEE: P1484.1/D Draft Standard for Learning Technology Learning Technology Systems Architecture (LTSA), IEEE: IEEE Standard for Learning Object Metadata, IEEE: Draft P _WD_01_rough. Draft Standard for Learning Technology Reusable Competency Definitions, IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS Reusable Definition of Competency or Educational Objective - Information Model. Version 1.0. Final Specification, IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS Content Packaging Information Model. Version Final specification, IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS Learning Design Information Model. Version 1.0. Final Specification, IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS Learning Resource Meta-Data Information Model. Version Final Specification, Advanced Distributed Learning (ADL): Sharable Courseware Object Reference Model (RM). RM Content Aggregation Model, IEEE: IEEE The IEEE LTSC PAPI Specification, IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS LIP Specification, Duval E. y Hodgins W. A LOM Research Agenda. En WWW2003 Conference, Budapest, Hungría. Mayo 2003.

9 13. Wagner E. Steps to Creating a Content Strategy for Your Organization. The e-learning Developers' Journal, October Verbert K. y Duval E. Towards a Global Component Architecture for Learning Objects: A Comparative Analysis of Learning Object Content Models. En Proceedings of the ED- MEDIA 2004 Conference (AACE, 2004). 15. Manero, B. Estudio de la propuesta IMS de estandarización de enseñanza asistida por computadora. Informe Técnico del Departamento de Sistemas Informáticos y Programación. Universidad Complutense de Madrid,