Líneas de inves+gación y trabajo Línies d'inves+gació i treball Lleida, octubre Francisco Jurado Monroy

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1 Líneas de inves+gación y trabajo Línies d'inves+gació i treball Lleida, octubre 2012 Francisco Jurado Monroy

2 Guión Tesis doctoral Publicaciones relevantes Otros intereses e inquietudes Ac;vidad profesional fuera del ámbito universitario

3 Tesis doctoral Mo+vación: Ayudar a los estudiantes a adquirir la competencia de la Programación Aproximación: ITS (Intelligent Tutoring System) Desarrollo: COALA Computer Assisted Environment for Learning Algorithms Uso de estándares de elearning Interoperable Agregación ad- hoc de components Interacción natural

4 Punto de par;da Modelo Cogni+vo del Estudiante Actualiza Determina el flujo de ac;vidades Sistema Adapta+vo Modelo Pedagógico Propone problemas a resolver con un algoritmo Modelo del Artefacto Solución

5 Modelo cogni;vo del estudiante y modelo pedagógico Learning Design (LD) Web no es sólo un repositorio de contenido pedagógico, sino un lugar donde compar+r estrategias pedagógicas, experiencias usándolas, etc. Centra su atención en la descripción de la secuencia de tareas de aprendizaje, no en el material que se emplean en dichas tareas. IMS Learning Design ß Más extendido Modelo à Obra de teatro Usa XML

6 Modelo cogni;vo del estudiante y modelo pedagógico Condiciones basadas en las evaluaciones de los estudiantes Evaluaciones de estudiantes

7 Propuesta para evaluación de algoritmos Análisis está;co Abstracción difusa del algoritmo ideal Cálculo de métricas Grado de pertenencia con los conjuntos difusos Cálculo de métricas Profesor Análisis dinámico Escribe Define Algoritmo que resuelve el problema Casos de prueba Algoritmo intentando resolver el problema Ejecuta Escribe Estudiante

8 Modelo del artefacto 1 Región de aceptación nula Región de penalización Región de Aceptación total Región de penalización Región de aceptación nula Bajo Normal Alto 0 a b Valor medido c d para la métrica

9 Modelo del artefacto 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 McCabe Normal Low High Operational Complexity ,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Control Complexity Normal Low High Evaluación à OWA( p ) = a µ ( x i n i= 1 Explicación à Reglas difusas + Casos de prueba i i ) Normal Low High

10 Funcionamiento Conjunto de calificaciones como propiedades IMS- LD Actualiza Determina el flujo de ac;vidades Sistema Adapta+vo Flujo de tareas y condiciones IMS- LD Propone problemas a resolver con un algoritmo Evaluación de algoritmos con lógica difusa Solución

11 COALA COALA Computer Assisted Environment for Learning Algorithms h[p://chico.esi.uclm.es/coala

12 Decisiones de diseño Lenguajes de programación Java- C/C++ Entorno del usuario IDE Eclipse Extensible mediante componentes Arquitectura y Middleware Blackboard basada en espacios de tuplas SQLSPaces

13 Arquitectura y Middleware Arquitectura à Blackboard Memoria virtual, asocia;va, compar;da Productores envían datos y los consumidores leen del espacio los datos que se emparejen con cierto patrón La pizarra es la base común del conocimiento Comenzando con la especificación de un problema Acabando por obtener la solución Middleware à Espacio de tuplas (Tuplespace) Memoria compar;da con colección de tuplas Las tuplas se almacenan en servidores de tuplas (Tuple Space Servers) accesibles a través de la red

14 1: Enviar tarea 3: Descargar LD Instancia de COALA para el profesor 6: No;ficar solución 8: Visualizar evaluación Servidor de Tuplas 4: Descargar tarea 5: Enviar solución 8: Visualizar evaluación Instancias de COALA Para los estudiantes WS Proxy LD Service EJB/WS Evaluator Service LDs que usan: - Tareas - Evaluaciones Ejecuciones que usan: - Usuarios que se encuentran en el servidor

15 Espacio de trabajo Editor gráfico de reglas específicas Publicación de tareas Especificación de abstracción difusa

16 Monitorización Evaluación para la tarea entregada por el estudiante Gráfica del progreso del estudiante Acciones sobre la monitorización

17 Ac;vidad de lectura

18 Código Ficheros de trabajo Árbol de la UoL Evaluación Ejecución de casos de prueba No;ficaciones

19

20

21 Evaluación Escenario asíncrono con tareas de programación en casa Escenario síncrono en un laboratorio de programación

22 Evaluación Resulta es+mulante el uso de Eclipse para realizar tareas de programación? 33% Crees que la herramienta se encuentra bien integrada en Ecipse (creación de proyectos, descarga de tareas, evaluación, etc.)? 26% 0% 0% 0% 0% 4% 4% 11% 19% 0% 4% 4% 0% 0% 0% 0% 0% 4% 7% 15% 15% 11% 0% NS/NC Puntuación asignada por los estudiantes NS/NC Puntuación asignada por los estudiantes Crees que la herramienta cubre las necesidates del estudiante para realzar sus tareas? 30% 19% 19% Grado de sa+sfacción general sobre COALA 30% 22% 15% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 7% 4% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 4% 4% 0% 4% NS/NC Puntuación asignada por los estudiantes NS/NC Puntuación asignada por los alumnos

23 Servicios alterna;vos para secuenciación de ac;vidades Evolución de COALA Servicio dependiente del dominio Evaluator LD Service Tuple- LD Tuple Space Server Entornos de usuario basados en integración de componentes Web Profesor Authen;ca;on Estudiantes Chat Poll Forum Servicios independientes del dominio Más información: h[p://chico.esi.uclm.es/coala

24 COALA add- ins (trabajo de estudiantes) Edunet (Educa;on on Internet): Player IMS- LD à GUI mejorada con Adobe Flash CS4 Tuple- LD (Tuple Learning Desing) Motor de diseños instruccionales basado en espacios de tuplas Emplea SQLSpaces COLE- Programming (Collabora;ve Learning Programming) Plug- in de Eclipse para colaboración Emplea SQLSpaces Más imformación h[p://chico.esi.uclm.es/coala

25 Personalización del entorno Edunet Grafo de tareas Visualización de contenido y tareas Entornos y servicios

26 Tuple- LD (Perspec;va de configuración) Edición de usuarios, grupos y tareas Dis;ntas vistas para la misma información Edición de diseños instruccionales Secuenciación de tareas Ejecuciones: Diseño instruccional+usuario+rol

27 Tuple- LD (Perspec;va de ejecución) Selección de usuario, ejecución y rol Visualización de contenidos Árbol de tareas de aprendizaje Estadís;cas de progreso

28 COLE- Programming (Análisis de necesidades) A qué herramientas de comunicación/coordinación suele recurrir? 3 18% E- mail 4 6% 2 41% 1 35% 3 31% Chat 4 5 6% 6% 2 14% 1 44% A/V- conferencia 5 29% 1 14% 2 14% 4 43% 4 22% Foro 1 0% % 22% 3 45% Redes sociales 1 0% 5 30% 4 20% 2 20% 3 30% Qué +po de información intercambia? Mensajes de error Copia literal de código Ficheros fuente Pantallazos de código Pantalla de apln en momento de error 3 31% 4 6% 2 25% 1 38% 4 19% 3 31% 1 31% 2 19% 5 42% 1 16% 2 42% 5 17% 4 25% 1 16% 2 17% 3 25% 5 20% 4 30% 1 10% 2 10% 3 30%

29 COLE- Programming (Integración con COALA) Otros servicios Lado del cliente Lado del servidor Eclipse SWT Viewers/Editors Chat Viewer Foro Viewer Pool Viewer Resto Viewers COALA Eclipse SWT ContentProviders Chat Controller Foro Controller Pool Controller Resto Controllers COALA Servicios COALA SQLSpaces Client Stubs Eclipse Plaqorm Chat Proxy Foro Proxy Pool Proxy SQLSpaces Client Stubs Resto Proxies COALA Lógica conversión Tuplas - SQL SQLSpaces Server MySQL JVM JVM JVM Conexión TCP

30 COLE- Programming (Chat, foro y votaciones) Pestañas de la vista para el chat Pestañas de la vista para el foro Pestañas de la vista para el pool de votaciones

31 COLE- Programming (código, warnings, etc en mensajes) Mensaje de descripción Tipo de mensaje (código, error, warning, etc.) Código fuente, mensaje de error, etc. Iden;ficador del mensaje compar;do

32 COLE- Programming (Filtros) Selección del filtro

33 COLE- Programming (Monitorización de colaboración) Qué usuario se monitoriza Ac;vidad Par;cipación Para cada herramienta Colaboración

34 Publicaciones destacadas Método de evaluación de algoritmos Jurado, F.; Redondo, M. A. & Ortega, M. (2012), 'Using fuzzy logic applied to souware metrics and test cases to assess programming assignments and give advice', Journal of Network and Computer ApplicaAons 35(2), i.f. ISI- JCR 2011: Arquitectura Jurado, F.; Redondo, M. A. & Ortega, M. (2012), 'Blackboard Architecture to Integrate Components and Agents in Heterogeneous Distributed elearning Systems: An Applica;on to Learning to Program', Journal of Systems and SoMware 85(7), i.f. ISI- JCR (2011): Evaluación del sistema Jurado, F.; Redondo, M. A. & Ortega, M. (2012), 'elearning Standards and Automa;c Assessment in a Distributed Eclipse Based Environment for Computer Programming Learning', Computer ApplicaAons in Engineering EducaAon. i.f. ISI- JCR(2011): Primera aproximación a COALA Jurado, F.; Molina, A. I.; Redondo, M. A.; Ortega, M.; Giemza, A.; Bollen, L. & Hoppe, H. U. (2009), 'Learning to Program with COALA, a Distributed Computer Assisted Environment', Journal of Universal Computer Science 15(7), i.f. ISI- JCR(2009): Integración de herramientas adicionales (Cole- Programming, Edunet, Tuple- LD) Jurado, F.; Molina, A. I.; Redondo, M. A. & Ortega, M. (2012), 'Cole- Programming: Incorporando Soporte al Aprendizaje Colabora;vo en Eclipse', IEEE- RITA (Revista Iberoamericana de Tecnologías de Aprendizaje) 7(3). Jurado, F.; Molina, A. I.; Redondo, M. A. & Ortega, M. (2011), 'A Prac;cal Case of Agents and Services Integra;on in e- Learning Environments by means of Tuple Spaces', CEPIS UPGRADE 2011 (2),

35 Otras ac;vidades de interés Interfaces Naturales Visión por computador Kinect + OpenNI WiiMote h[p://www.cursodesarrollovideojuegos.com/ h[p://www.cursodesarrollovideojuegos.com/cedv/m4.pdf

36 Interfaces naturales De la ciencia ficción al salón de nuestro hogar

37 Visión por computador Detección de movimiento, reconocimiento facial, interacción mediante colores, etc.

38 Visión por computador

39 Detección de gestos, esqueleto, etc. Kinect

40 Ac;vidad profesional fuera del ámbito universitario Búsqueda y procesamiento de información textual Crawling Indexación de información textual Búsqueda (recuperación de información) Procesamiento de Lenguaje Natural Análisis de sen;miento

41 Gracias por vuestra atención Gràcies per la vostra atenció Lleida, octubre 2012 Francisco Jurado Monroy

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