Interfaz de Consultas Vagas sobre Componentes Educativos en La Web

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1 Interfaz de Consultas Vagas sobre Componentes Educativos en La Web Claudia Jiménez Ramírez Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín Hernán Darío Alvarez Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín Abstract El presente trabajo propone una interfaz de consulta para componentes educativos en la WEB, con el propósito de que los usuarios de una red virtual educativa puedan compartir o reutilizar contenidos de una manera sencilla y más parecida a su lenguaje natural, sin necesidad de conocer y dominar un lenguaje de programación. Palabras claves: Interfaces de usuario, Componentes Educativos, Consultas Vagas 1. Introducción. El crecimiento acelerado de Internet facilita y promueve el intercambio de información. Las instituciones educativas se han dado cuenta de ello y, por eso, quieren aprovechar ese medio para ampliar la cobertura e incentivar el trabajo colaborativo e interactivo en el proceso de enseñanza - aprendizaje. Con esta propuesta, se pretende impulsar el desarrollo y reutilización de componentes educativas para compartirlas e intercambiarlas con otros estudiantes, profesores u otras instituciones por medio de la Web; más allá de ofrecer únicamente cursos o libros virtuales. El problema principal para poder encontrar y reutilizar contenidos en un entorno educativo virtual, tiene que ver principalmente con la manera de consultar la información. Los lenguajes desarrollados para describir o consultar componentes de cualquier tipo son demasiado formales y poco accesibles para una persona que no sea programadora. De ahí que sea necesario concebir una interfaz gráfica de usuario que permita el fácil acceso a los datos, usando múltiples criterios de búsqueda y que, incluso, admita la formulación de consultas vagas, más parecidas a su lenguaje natural. La propuesta de una interfaz de consultas vagas nace de una necesidad real que hoy tiene la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, para mejorar la primera versión de un sistema de red virtual educativo. El presente documento está organizado como sigue: la sección 2, contiene fundamentos teóricos básicos de las componentes reutilizables educativas. La sección 3, se presenta los fundamentos teóricos del manejo de las consultas vagas. En la sección cuatro, se presenta la propuesta de la interfaz avanzada de consulta. 1

2 2. Componentes educativas reutilizables El término de componente reutilizable no tiene una acepción única, [BHH00], aunque la gran mayoría concuerdan en decir que una componente es una caja negra que encapsula servicios detrás de interfaces bien definidas; donde las componentes no suelen usarse aisladamente, mas bien tienden a ser ensambladas unas con otras. Ello implica que en un sistema de componentes, unas de ellas sean primitivas o básicas (una imagen, un texto o un video) y otras sean compuestas o complejas (un curso, un taller o un programa curricular); admitiendo distintos grados de anidamiento o de profundidad en la composición. Dicha composición, hace que un lenguaje de consultas de componentes reutilizables tenga que ser más poderoso que los tradicionales para que pueda hacer uso de la recursión. La relación recursiva entre componentes, se observa en la figura número 1, usando la notación UML. Allí también se observa que la Clase ENSAMBLAJE nace de la relación entre componentes. COMPONENTE 0..* 0..* ENSAMBLAJE Figura número 1. Relación de agregación recursiva La componente educativa, es definida por El Saddik y sus colaboradores [EFS01] como cualquier entidad digital, o no, que puede ser usada, reutilizada o referenciada durante un proceso de aprendizaje. Una componente educativa reutilizable, además de poseer la relación de agregación como la de cualquier otro tipo de componente, requiere del manejo de relaciones de precedencia (prerrequisitos o co-requisitos) ya que son muy relevantes en los sistemas educativos. Por ejemplo, se debe poder especificar que la componente C1 debe ser vista antes que C2 o antes que C3. Debido a esto, una componente educativa compuesta tiene una estructura de grafo, donde las conexiones o flechas representan el concepto de la precedencia o paralelismo y con la restricción de no admitir ciclos. 3. Consultas vagas o ambiguas Un usuario de componentes educativas podría preguntar por un cuestionario sobre determinado tema que no sea muy difícil. El término muy difícil no sólo depende de 2

3 quien formula la pregunta, sino también de los cuestionarios que existan en el contexto en el que se consulta. Según Zadeh [ZAD75], un término vago o borroso como joven puede considerarse como un valor lingüístico para la variable edad, que juega el mismo papel que el valor numérico de 25 años; pero que es menos preciso y por lo tanto, menos informativo. Sin embargo, en muchas situaciones de la vida real, tenemos que conformarnos con el valor lingüístico de un término y no, con su valor exacto porque éste último es desconocido. También, suele ocurrir que aunque se sepa el valor exacto de una variable, cuando se refiera a ella, se use su valor lingüístico. Por eso, debe intentarse darle la mayor semántica posible a los términos vagos que usamos en el lenguaje natural. Las funciones de pertenencia permiten definir una medida de satisfacción de una variable concreta a un término vago, en lugar restringir a condiciones de cierto o falso, únicamente y, a la vez, flexibilizan las consultas. Las funciones de pertenencia generalmente se determinan en forma subjetiva porque las define el diseñador del modelo de datos o quien formula la consulta (si, tiene ese nivel de conocimiento). En cambio, las distribuciones de posibilidades que proponen Dubois y Prade [DUP88] permiten la estimación de la función de pertenencia, a partir de los datos almacenados y, por lo tanto, son dependientes del contexto y son transparentes para los que consultan una base de datos. Zapata [ZAP02] acoge la propuesta de Dubois y Prade para extender el lenguaje SQL con operadores difusos, en bases de datos relacionales. La propuesta de Zapata permite asociar un atributo numérico de una relación a un término vago como grande y pequeño (alto, bajo) con los operadores monádicos ~MUY GRANDE~, ~GRANDE~, ~MUY PEQUEÑO~ y ~PEQUEÑO y permitiendo componer el criterio de búsqueda con los conectivos difusos ~AND~ y ~OR~. La interfaz de consulta se basará en esta misma estrategia; lo que permitiría ampliar el poder expresivo, pero sin necesidad de conocer el lenguaje SQL, ni de usar estos nuevos operadores, directamente por el usuario final. 4. La interfaz de consulta propuesta No hay un acuerdo general para definir cuáles son las características o atributos que se deben guardar de las componentes educativas, en el ámbito mundial [MOR03] y dichas características son las que determinan los criterios de una búsqueda. Sin embargo, se está imponiendo como un estándar para la construcción del metadatos educativo, el LOM (Learning Object Metadata) del comité de estándares de tecnologías de aprendizaje de la IEEE [IEE03]. El LOM se centra en un conjunto de propiedades que permiten que los recursos educativos sean documentados, ubicados y evaluados. De allí, se extrajeron las características principales para la creación de la interfaz de consulta. Para las componentes educativas simples o primitivas, las características elegidas son: título, autor, fechas de creación y de la última modificación, tipo de documento, formato, idioma, objetivos (o funciones) de la componente, estado de la componente (por ejemplo, 3

4 borrador, revisada, final, aprobada) y el grado de interactividad (bajo, medio, alto). Para las componentes educativas complejas, también se guardará casi toda esta información; pero, adicionalmente, se podrá preguntar por su estructura que se muestra gráficamente preferiblemente. La figura número 2, muestra la interfaz de consulta de componentes educativos. figura 1. Interfaz de Consultas Avanzadas La interfaz gráfica que aparece en la figura 2, muestra una de las dos posibilidades para la sección de los objetivos; pues serán distintas si se trata de la consulta de una componente primitiva y de un curso, programa curricular o de una institución. También, se presentan algunos de los atributos en forma explícita porque se piensa que serán los criterios de búsqueda más usados; los demás criterios podrán ser especificados en la sección denominada Otras opciones de la búsqueda. En la cuarta columna de esta sección aparece otro posible valor para una característica especificada, como en el ejemplo, para el caso de pregunta que aparece en la línea tres de esa sección, significando que se busca un documento de texto con una pregunta que contenga la palabra segmento o extensión. En esta misma sección se encuentra una columna criterio que sirve para especificar el operador (exacto o borroso) a usarse. Este criterio se elige de una lista de valores que dependerá del tipo de datos de la característica seleccionada. Por ejemplo, para una característica como el grado de dificultad por ser del tipo de datos cadena de caracteres, aparecerán en la lista de la columna, los valores: igual a, parecido a, contiene, empieza por, finaliza en y es. En el caso de elegir es, entonces la columna valor puede tomar el valor de nulo o es un término vago como alto, bajo, muy alto, muy bajo, grande, muy grande, pequeño o muy pequeño, corto, muy corto, 4

5 largo, muy largo. Cuando el atributo es numérico, la lista contiene un número mayor de elementos. Además, el usuario de la interfaz, también podría refinar su consulta con respecto al formato, tamaño, objetivos o idioma, incluyendo estas características dentro de la sección otras opciones de búsqueda. Todas las especificaciones dadas en la consulta, se traducen en una orden SELECT del lenguaje SQL y la resolución de los términos vagos, se basarán en los datos contenidos en la Base de Datos (construyendo los histogramas de frecuencia y estimando la forma de la función). Para evitar el tiempo de procesamiento, que puede ser pesado, se podrá guardar la forma de la función y sus parámetros, en el metadatos. Bibliografía [BHH00] Barroca L, Hall J. y Hall P. Software Architecture : Advances and Applications. Springer Verlag, [BOS02] Bosc, P. Fuzzy Relational Database (FRDB) as an Expert System. htpp:// Ultima consulta en línea junio [BOR02] Bordoña G, Chiesa S. Linguistic Representation of Imperfect Spatial Information in a Fuzzy Oriented Database. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering. Vol 8, nro 2, pag [DUB88] D. Dubois, H. Prade. Possibility Theory: An approach to Computerized Processing of Uncertainty. Primera Edición, Plenum Press, Nueva York, p. [EFS01] [IEE03] El Saddik A., Fischer S., Steinmetz R.; Reusability and Adaptability of Interactive Resources In Web-Based Educational Systems, ACM Journal of Educational Resources in Computing, Vol. 1, No. 1, IEEE Learning Technology Standards Committee. IEEE Standard for Learning Object Metadata. Ultima consulta en línea: junio, [MOR03] Moreno, Francisco. Lenguaje de Manejo de Componentes Educativos Reutilizables Semi-estructurados. Tesis de Maestría. Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín [ZAD75] Zadeh, L (1975). The concept of a linguistic variable and its application to approximate reasoning. Information Science. 5

6 [ZAP02] Zapata, Carlos Mario. Incorporación de Operadores Difusos en Bases de datos Relacionales. Tesis de Maestría. Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín