DESARROLLO DE UNA APLICACIÓN INFORMÁTICA PARA ADMINISTRAR LOS OBJETOS EDUCATIVOS DE LA COLECCIÓN EL NAVEGANTE

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1 DESARROLLO DE UNA APLICACIÓN INFORMÁTICA PARA ADMINISTRAR LOS OBJETOS EDUCATIVOS DE LA COLECCIÓN EL NAVEGANTE Yolanda Mauri Pérez 1, Ernesto de la Soledad García 2 1 Universidad de las Ciencias Informáticas, Cuba, ymauri@uci.cu, Carretera a San Antonio de los Baños Km 21/2, Torrens, La Lisa, La Habana. 2 Universidad de Matanzas Camilo Cienfuegos, Cuba, ernesto.soledad@umcc.cu RESUMEN Debido al cúmulo de recursos didácticos que se manejan en los módulos del hiperentorno educativo El Navegante se hace muy compleja la tarea de administrar tanta cantidad de información. En este sentido el presente documento aborda los elementos fundamentales del desarrollo de un panel de administración para la versión multiplataforma de El Navegante. El resultado principal de esta investigación es una aplicación web con soporte de datos que centraliza las tareas de gestión de contenidos de El Navegante para los módulos Contenidos, Mediateca, Juegos y Ejercicios, además de la información de los servicios generales de la colección: ayuda contextual, efemérides y sabías qué. En el proceso de desarrollo se aprovecharon las potencialidades del framework Symfony el cual implementa el estilo arquitectónico Modelo-Vista- Controlador (MVC) y utiliza el ORM Doctrine. Para garantizar la interoperabilidad semántica de los contenidos se aplicó el estándar LOM en el diseño de la base de datos. El uso de un sistema para gestionar los contenidos de El Navegante garantiza que puedan aprovecharse las particularidades de los centros educacionales y la experiencia pedagógica de los profesores en la contextualización de la información para lograr mayor rendimiento en el aprendizaje interactivo de los educandos. INTRODUCCIÓN Los CMS (del inglés Content Management System) responden a diferentes clasificaciones por su uso y funcionalidad. Entre los que se dedican a la enseñanza se pueden encontrar: los sistemas de gestión de aprendizaje (en inglés Learning Management System - LMS) [1] y los sistemas de gestión de contenidos de aprendizaje (en inglés Learning Content Management System - LCMS) [2]. Dentro del proceso docente-educativo estas novedosas herramientas son fundamentales en la renovación y actualización del conocimiento ya que no es posible garantizar el progreso de la actividad cognoscitiva

2 del estudiantado solo con los métodos tradicionales de la educación continuada. Lo anterior pone de manifiesto la importancia que se le confiere hoy al uso de las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones (TIC) en la educación. Específicamente en Cuba en los primeros niveles de enseñanza es muy frecuente el uso de hiperentornos educativos, entre los cuales están: Multisaber para la enseñanza primaria y El Navegante para secundaria. Estas colecciones son el fruto del trabajo colectivo de un numeroso grupo de especialistas en el área de la informática educativa y en las diferentes disciplinas que conforman los currículos escolares de estas enseñanzas [3]. Estos hiperentornos representan un salto cualitativo en el aprendizaje interactivo ya que a través de gran variedad de tipologías de cuestionarios el profesor apoyado del sistema informático puede evaluar el conocimiento del alumno. El proceso docente-educativo a través de software para edades infantiles requiere de aplicaciones que cuenten con juegos didácticos y técnicas de aprendizaje, las cuales presenten la información de manera dinámica y sencilla, para que los niños adquieran con rapidez y eficiencia los conocimientos necesarios a la vez que se divierten con estos. Debe tenerse en cuenta además que cada centro educacional tiene sus particularidades, las mismas vienen dadas por las diferencias de idioma, costumbres, idiosincrasia e historia de los educandos, por lo que es necesario contextualizar la información del software (juegos, ejercicios, textos y materiales audiovisuales). Actualmente el centro de Tecnologías para la Formación (FORTES) de la Universidad de las Ciencias Informáticas trabaja en el desarrollo de la versión multiplataforma de la colección El Navegante. Esta versión es un hiperentorno educativo que cuenta con diez productos que abarcan diferentes áreas del conocimiento que deben dominar los estudiantes de secundaria básica; a su vez cada uno de ellos integra los subsistemas: General, Contenidos, Ejercicios, Juegos, Mediateca, Resultados y Maestro [4]. Sin embargo todavía existen algunos aspectos que pasan por alto y pueden ser beneficiosos para el proceso docenteeducativo. El contenido de la colección no permite ser personalizado atendiendo a las necesidades más específicas de cada grupo de alumnos; es necesario que cada centro pueda aprovechar la experiencia pedagógica de sus maestros en la creación de diferentes tipologías de juegos y ejercicios didácticos y en la selección de los textos y materiales audiovisuales para el desarrollo de las diferentes áreas del conocimiento los estudiantes. Lo anterior realza la necesidad de una herramienta informática que centralice las tareas de gestión de contenidos para la creación de hiperentornos educativos. La investigación en cuestión describe los aspectos fundamentales en el desarrollo de una aplicación web con soporte de datos para la creación de objetos educativos que fusionen tecnologías de hipermedia e hipertexto en pos de mejorar la calidad de aprendizaje interactivo.

3 DESARROLLO El hiperentorno educativo El Navegante incorpora gran cantidad de contenido que, en su conjunto, conforman un recurso didáctico valioso para cualquier educador. Toda esta información puede ser gestionada a través de un sistema de gestión de contenidos o panel de administración. Las directrices en el desarrollo de paneles de administración varían de acuerdo con la finalidad de los mismos. La demanda de software para la educación depende de las necesidades de enseñar y de aprender de los sujetos, de su relación sistémica con los otros componentes del proceso y en particular con el resto de los medios [3]. Un panel de administración donde los maestros puedan crear hiperentornos educativos para fortalecer el desarrollo de áreas del conocimiento y habilidades en sus estudiantes, debe estar marcado por el dinamismo y el nivel de interrelación que puedan alcanzar sus módulos y componentes. Partiendo de las características del software a desarrollar (aplicación web con soporte de datos), es muy importante ser certeros en la selección de las herramientas y tecnologías a utilizar, ya que debe tenerse en cuenta las disímiles infraestructuras de las instituciones educacionales. Arquitectura de la solución El proceso de desarrollo estuvo guiado por la metodología de RUP [5], como lenguajes de programación en el cliente se utilizó JavaScript 1.5 con el framework de presentación jquery junto a las tecnologías HTML5 y CSS3; para el servidor (lógica del negocio) se utilizó PHP 5 apoyado por el framework Symfony Aprovechando las potencialidades de Symfony, el sistema se sustenta en el estilo arquitectónico Modelo-Vista-Controlador (MVC) y utiliza el ORM Doctrine para el acceso a los datos que están alojados en PostgreSQL 8.4. Junto a las características anteriores, la principal ventaja de la utilización de Symfony es la integración que permite entre la aplicación desarrollada y la versión multiplataforma de El Navegante, permitiendo adaptarse a la arquitectura de dicho software, ya que Symfony considera un proyecto como un conjunto de servicios y operaciones disponibles bajo un determinado nombre de dominio y que comparten el mismo modelo de objetos [6]. Uso del estándar LOM en el diseño de base de datos El modelo de datos contiene una representación física de los datos del sistema que deben persistir en la base de datos. Debido a que se implementa una aplicación para administrar contenidos en hiperentornos educativos el modelo de datos fue concebido bajo las especificaciones del estándar que define los metadatos para objetos educativos.

4 El estándar LOM especifica un esquema conceptual de datos que define la estructura de una instancia de metadatos para un objeto educativo, o sea, describe las características relevantes del objeto educativo al que se aplica. Para este estándar, un objeto educativo se define como cualquier entidad, digital o no, susceptible de ser usada en aprendizaje, educación o formación. El estándar asegura que las implementaciones de los metadatos de objetos educativos tendrán un alto grado de interoperabilidad semántica [7]. La interoperabilidad es la capacidad que presenta un sistema de información de comunicarse y compartir información efectivamente con otro mediante una interconexión libre y transparente (compartir documentos, metadatos y objetos digitales) [8]. La aplicación de este estándar a los contenidos gestionados para la colección El Navegante pone de manifiesto los preceptos de la Web Semántica o Web 3.0, cuyo fin es la fácil localización de recursos y la comunicación entre sistemas y programas que permitan una extraordinaria efectividad en la recuperación de la información [9]. El modelo de datos en cuestión generaliza en la tabla tb_sco las diferentes clasificaciones de objetos educativos que se manejan en el sistema (Figura. 2: Fragmento del modelo de datos de la aplicación), como son los elementos de la Mediateca (imágenes, videos, audios, diaporamas, animaciones, palabras del glosario y personalidades), los artículos del módulo Contenidos, los juegos y los ejercicios. Figura 1: Fragmento del modelo de datos de la aplicación.

5 Para este modelo se redefinió la estructura que propone el esquema base del estándar LOM [7]; por lo que solamente se describen siete características para una instancia de metadatos de un objeto educativo: nombre, descripción, orden de secuenciación, nivel de agregación, ámbito, estructura y autor. Tabla 1: Descripción de una instancia de metadatos para un objeto educativo. Nombre Identificador Tipo de objeto educativo Nombre Descripción Orden de secuenciación Ámbito Estructura Explicación Etiqueta única que identifica el objeto educativo. Identificador del nomenclador para el tipo de objeto educativo. Nombre de referencia del objeto educativo. Descripción breve del objeto educativo. Representa el orden de los elementos para ubicarlos dentro de una estructura jerárquica. Época, cultura, zona geográfica o religión en la que se enmarca el objeto educativo. Estructura organizativa del objeto educativo que puede ser:

6 Atómica: un objeto que es indivisible (en este contexto). Colección: un conjunto de objetos sin ninguna relación específica entre ellos. En red: un conjunto de objetos con una relación entre ellos que no está especificada. Jerárquica: un conjunto de objetos cuya relación puede ser representada por medio de una estructura en árbol. Lineal: un conjunto de objetos completamente ordenados. Ejemplo: un conjunto de objetos conectados mediante relaciones del tipo anterior y siguiente. Nivel de agregación Autor Derecho La granularidad funcional de este objeto educativo que puede ser: multimedia, texto o contenedor. Persona que crea el objeto educativo. Identificador del derecho de propiedad intelectual y las condiciones de uso aplicables al objeto educativo. Panel de administración de la colección El Navegante En el período de implementación del sistema el equipo de trabajo fue muy cuidadoso con los aspectos del diseño gráfico y la arquitectura de la información ya que el panel de administración no está dirigido solamente a usuarios con amplios conocimientos de informática. La arquitectura de la información es muy similar a la de la colección El Navegante. Lo anterior garantiza que si un usuario ha trabajado con alguna de las dos aplicaciones, está perfectamente capacitado para trabajar con la otra, siendo esta una vía de lograr uniformidad en el diseño. El sistema brinda al usuario la posibilidad de crear productos, y dentro de cada uno de ellos gestionar la información de los módulos: Contenidos, Ejercicios, Juegos, Mediateca y Ayuda. En el módulo Contenidos es donde se gestiona la selección de los artículos relacionados con la temática específica que aborda un producto; cada uno puede ser vinculado con cualquier tipo de media previamente gestionada. En Ejercicios se gestionan catorce tipologías: selección simple, selección múltiple, seleccionar tex-tos, seleccionar palabras, completar por estructura, completar por desplazamiento, ordenar pasos, ordenar textos, enlazar columnas, rayo

7 numérico, verdadero o falso, formar conjuntos, dividir en sílabas y acentuar palabras. Los ejercicios pueden asociarse a los temas previamente definidos en el módulo Contenidos. En Juegos los profesores podrán crear cinco variantes de juegos didácticos crucigramas (sopa de letras, crucigrama, ludo, descubre la imagen y rompecabezas), como otra vía de fomentar el aprendizaje en los estudiantes. La Mediateca gestiona gran variedad de elementos audiovisuales agrupados según su formato: animaciones, diaporamas, sonidos, videos e imágenes. Aquí se incluye además las personalidades relacionadas con las temáticas del producto y el glosario de términos; este último comprende las palabras de dudoso significado que estén en los contenidos previamente administrados. La acción de introducir un texto permite asociar cualquiera de sus palabras a los términos del glosario. El módulo Ayuda permite gestionar los contenidos de la ayuda contextual que brindará el hiperentorno educativo. Es necesario contextualizar la ayuda para que el estudiante pueda guiarse a través de imágenes en el trabajo en el software aun cuando el profesor esté ausente. El sistema permite además administrar una serie de elementos como son las Efemérides, los Sabías qué, las Plantillas y los Usuarios. En las plantillas se definen todos los temas relacionados con las pautas cromáticas, tipográficas e iconográficas de cada producto para que existan diferencias entre ellos tanto en el contenido como en la interfaz gráfica. En el menú Usuarios podrán ser gestionados los usuarios del panel de administración y sus respectivos roles. Como parte de los servicios genera-les que brindarán los productos de la colección se encuentran las Efemérides y Sabías qué, ambos pueden ser utilizados por los profesores para con-tribuir el desarrollo de una cultura general en los estudiantes. La colección El Navegante cuenta con juegos didácticos y técnicas de aprendizaje, las cuales presenten la información de manera dinámica y sencilla, para que los estudiantes adquieran con rapidez y eficiencia los conocimientos a la vez que se di-vierten con estos. El panel de administración permite generar una estructura de soporte para la gestión de contenidos, logrando aumentar el volumen, la variedad, la complejidad y el control de los mismos. El uso de esta herramienta tiene como principales ventajas que provee de una interfaz que maneja de manera independiente el contenido del di-seño y permite a varias personas acceder a editar el contenido al unísono alcanzando un alto grado para la personalización del diseño y las funcionalidades de este software educativo. En un primer momento las mejoras realizadas a la colección El Navegante estuvieron encaminadas a que el estudiante pudiese aprovechar al máximo los contenidos en el aprendizaje interactivo. Luego, con la implementación del panel de administración, pueden ser aprovechadas además: las particularidades de los centros educacionales (diferencias de idioma,

8 costumbres, idiosincrasia e historia de los educandos) y la experiencia pedagógica de los profesores en la personalización la información de cada producto. CONCLUSIONES La aplicación web con soporte de datos resultante de esta investigación permite gestionar todo el contenido de la colección El Navegante. El framework de desarrollo Symfony propició el uso del patrón arquitectónico MVC y de una serie de patrones de diseño que, en su conjunto, garantizaron la reutilización de las funcionalidades y ponen de manifiesto el uso de buenas prácticas en la codificación del sistema. Los lenguajes, metodologías y herramientas utilizadas en la implementación del software son tecnologías libres. Las funcionalidades implementadas centralizan las tareas de gestión de contenidos con un alto grado de dinamismo e interrelación entre sus módulos y componentes. En la mediateca pueden ser gestionados los objetos educativos de tipo multimedia (imagen, video, sonido, diaporamas y animaciones) además de los términos del glosario y la información sobre personalidades relacionadas con las temáticas que aborde el producto. Todos estos elementos pueden ser reutilizados dentro del mismo panel de administración en la creación de artículos, ejercicios y juegos para enriquecer el contenido de cada uno de ellos. Para facilitar la búsqueda, evaluación, adquisición y uso de los objetos educativos por parte de los profesores, estudiantes y aplicaciones informáticas, fue modificado el esquema base que propone el estándar LOM. Por tanto el esquema conceptual de datos diseñado para el panel de administración y los hiperentornos tiene un alto grado de interoperabilidad semántica siempre y cuando las personas e instituciones que consuman los recursos gestionados estén identificadas con los conceptos asociados al dominio del software implementado en esta investigación. BIBLIOGRAFÍA [1] Menéndez, V., Zapata, A. y Prieto, M.: Sistemas de Gestión Integral de Objetos de Aprendiza-je, IEEE-RITA, [2] Romo Uriarte, J. y Benito Gómez, M.: Learning Content Management System: Campus Virtual UPV/EHU. [3] Del Toro Rodríguez, M.: Modelo de diseño didáctico de hiperentornos de enseñanza-aprendizaje desde una concepción desarrolladora, La Habana: Instituto Superior Pedagógico "Enrique José Varona", [4] Jorge Díaz, A. y Cardona Marrero, E.: Arquitectura de la versión multiplataforma de la colección de software

9 educativo El Navegante, La Habana: Universidad de las Ciencias Informáticas, [5] Jacobson, I., Booch, G. y Rumbaugh, J.: El Proceso Unificado de Desarrollo de Software, Wesley: Pearson Adisson, [6] Potencier, F. y Zaninotto, F.: Symfony 1.2, la guía definitiva, [7] IEEE: Estándar para Metadatos de Objetos Educativos, [8] Gómez Dueñas, L. F.: La Iniciativa de Ar-chivos Abiertos (OAI) un nuevo paradigma en la información científica y el intercambio de información, Revista Códice, [9] Bravo Santos, C. y Redondo Duque, M. Á.: Sistemas interactivos y colaborativos en la web, La Mancha: Cuenca: Ediciones de la Universidad de Castilla, 2005.