Universidad Austral de Chile

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1 Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil en Informática REPOSITORIO DE OBJETOS DE APRENDIZAJE BASADO EN EL ESTÁNDAR SCORM Profesor Patrocinante: Prof. Luís Alberto Álvarez González Ingeniero Civil Electricista Magíster en Ingeniería Informática. Tesis de grado para optar al título de Ingeniero Civil en Informática Profesor Co- Patrocinante: Prof. Manuel Emilio Prieto Méndez Universidad Castilla-La Mancha Ciudad Real, España. Profesor Informante: Prof. Marianna Alejandra Villarroel Manfredi Ingeniero Civil en Informática. DANIELA PAOLA de LOURDES ESPINOZA PINTO VALDIVIA- CHILE 2007

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5 Para Antares Sin tu apoyo y compañía, esto no habría sido posible. 2

6 Agradecimientos Q uiero en primer lugar agradecer a Dios, a mi mamita Mercedes y hermanitos Omar, Mauricio y Diego, porque siempre han estado a mi lado, les doy gracias por su confianza, apoyo y comprensión, por su amor. A mis abuelitos Ignacio y Carmen, gracias por estar conmigo, por quererme. Al profesor Luís Álvarez por su dirección y asesoramiento en las diversas etapas de elaboración del trabajo. Y a todas las personas que de una u otra forma, son parte de este camino, especialmente a Luisito, Gracias por tu ayuda. A mis tios, Miriam y Daniel, Rocio, Nicolás, Claudia, Feña, Jasmin, Rigo, Pablo, Peque, Jani, San, Anita, Patita, Nati, Mabel, Carolina, Walki, Erna, Jaime, Ivan, Marco, Luis, Raquel, Wilda, Sandra, Nancy, Martita, Marcelo, Ximena, Padre Ismael sdb. 3

7 Tabla de Contenidos Tabla de Contenidos... 4 Índice de Figuras... 6 Índice de Tablas... 9 Resumen Summary CAPÍTULO I. Introducción Antecedentes Generales Definición del Problema Definición de Objetivos Objetivo General Objetivos Específicos Importancia y Naturaleza del Estudio Convenciones de Escritura CAPÍTULO II. Objetos de Aprendizaje y Estándar SCORM Objetos de Aprendizaje Metáforas Clasificación Objetos de Aprendizaje y SCORM El Estándar de ADL, SCORM SCORM y sus Componentes Funcionales Modelo de Agregación de Contenido Componentes del Modelo de Agregación de Contenido Diccionario de Metadata Empaquetamiento de Contenido Empaquetadores de Contenidos para Objetos de Aprendizaje

8 2.4.1 Editor ReLOAD Editor Lectora Editor THESIS Professional LMS o Sistema de Gestión de Aprendizaje Atutor Dokeos: SIVEDUC un Caso de Estudio ILIAS MOODLE CAPÍTULO III. Empaquetamiento y Utilización de Un Objeto de Aprendizaje Proyecto ReLOAD Editor ReLOAD Un Paquete SCORM y el LMS SIVEDUC CAPÍTULO IV. Analisis y Diseño del Repositorio de Objetos de Aprendizaje Tecnologías Lenguaje de Programación: PHP Motor de Base de Datos: MySQL Servidor Web: Apache Herramienta UML: StarUML Requisitos de Software y Hardware Modelo de Base de Datos Diseño del Repositorio usando UML CAPÍTULO V. Implementar el Repositorio de Objetos de Aprendizaje Opciones del Repositorio Funcionalidades del Repositorio Validar Acceso Al Repositorio Buscar Objetos de Aprendizaje Buscar Objetos de Aprendizaje por Parámetros Específicos

9 5.2.4 Descargar Objetos de Aprendizaje Subir Objetos de Aprendizaje Eliminar Objetos de Aprendizaje Repositorio de Objetos de Aprendizaje CAPÍTULO VI. Evaluación del Repositorio de Objetos de Aprendizaje CAPÍTULO VII. Conclusiones y Mejoras del Repositorio Objetos de Aprendizaje Conclusiones Mejoras Trabajo Futuro Bibliografía Referencias Anexo A. Módulos del Servidor Apache Anexo B. Código Fuente Índice de Figuras Figura 1.- Objeto, según el POO. Figura 2.- Libros de la Versión 1.2 de SCORM. Figura 3.- Modelo Altamente Generalizado de un LMS. Figura 4.- Ejemplos de Asset. Figura 5.- Ejemplo de un SCO. Figura 6.- Ejemplo de Contenido. Figura 7.- Ejemplo de Accesibilidad. Figura 8.- Ejemplo de Durabilidad. Figura 9.- Ejemplo de Interoperabilidad. Figura 10.- Ejemplo de Reutilidad. 6

10 Figura 11.- El Libro CAM de SCORM. Figura 12.- Ejemplo de Agregación de Contenido. Figura 13.- Terminología de Jerarquía de Contenido de SCORM 1.2 Figura 14.- Diagrama Conceptual de Empaquetamiento de Contenido. Figura 15.- Ejemplo de un SCO representado como un elemento <resource>. Figura 16.- Ejemplo de un Paquete de Agregación de Contenido. Figura 17.- Modelo Generalizado del Editor ReLOAD. Figura 18.- Ejemplo del Editor Lectora. Figura 19.- Ejemplo del Editor THESIS. Figura 20.- Interfaz del LMS Atutor. Figura 21.- Interfaz del LMS SIVEDUC, basado en Dokeos. Figura 22.- Interfaz del LMS ILIAS. Figura 23.- Interfaz del LMS MOODLE. Figura 24.- Pantalla de inicio del Editor ReLOAD. Figura 25.- Las Cuatro Opciones para Nuevos Archivos. Figura 26.- Áreas de Trabajo del Editor ReLOAD Figura 27.- Los Cinco Elementos del Editor ReLOAD Figura 28.- Pantalla del Editor ReLOAD, un ejemplo de un Paquete SCORM 1.2 Figura 29.- Pantalla del Editor ReLOAD con los Componentes del Paquete SCORM 1.2 Figura 30.- Pantalla de la modalidad Vista formulario, del editor. Figura 31.- Pantalla de las categorías del Paquete SCORM 1.2, con el Editor ReLOAD. Figura 32.- Pantalla de Pre-visualización del Paquete SCORM 1.2, con el Editor ReLOAD. Figura 33.- Opciones del Editor ReLOAD, para el Formato del Paquete SCORM. Figura 34.- Empaquetamiento de Contenido, Obteniendo un Archivo.zip 7

11 Figura 35.- Interfaz en la Modalidad Vista del profesor, para el Paquete Higado_Humano.zip Figura 36.- Interfaz del SIVEDUC, en la Modalidad Vista del estudiante. Figura 37.- Interfaz del SIVEDUC, del itinerario a seguir por el estudiante. Figura 38.- Interfaz del SIVEDUC, imagen nominada borde anterior del Hígado Humano. Figura 39.- Esquema del funcionamiento de las páginas PHP. Figura 40.- Tablas de la Base de Datos, Repositorio OA. Figura 41.- Diagrama del Modelo de la Base de Datos. Figura 42.- Jerarquía de los Diagramas UML 2.0 Figura 43.- Diagrama de casos de uso del Repositorio de OA. Figura 44.- Diagrama de secuencia Validar ingreso al sistema. Figura 45.- Diagrama de secuencia Buscar OA. Figura 46.- Diagrama de secuencia Buscar por parámetros específicos OA. Figura 47.- Diagrama de secuencia Descargar OA. Figura 48.- Diagrama de secuencia Subir OA Figura 49.- Diagrama de secuencia Eliminar OA Figura 50.- Diagrama del Sitio Web ROA Figura 51.- Interfaz del Repositorio de Objetos de Aprendizaje. Figura 52.- Interfaz de Validación de usuario. Figura 53.- Interfaz de la opción Buscar del usuario. Figura 54.- Interfaz del Listado de OAs. Figura 55.- Interfaz de la opción Búsqueda Avanzada del usuario. Figura 56.- Interfaz donde el usuario Descarga un OA. Figura 57.- Interfaz de la opción Recursos del usuario. Figura 58.- Interfaz de la opción Recursos del profesor. Figura 59.- Interfaz de la opción Recursos del estudiante. 8

12 Figura 60.- Interfaz de Eliminación de un OA. Figura 61.- Modelo Generalizado del Repositorio de Objetos de Aprendizaje Basado en el Estándar SCORM 1.2 Figura 62.- Interfaz de la Encuesta de Evaluación del Repositorio. Figura 63.- Gráfico de los Resultados de la Encuesta. Índice de Tablas Tabla 1.- Relación entre un Juego de LEGO y el Paradigma de Orientación a Objetos. Tabla 2.- Taxonomía de Objetos de Aprendizaje. Tabla 3.- Clasificación de Objetos de acuerdo a su Uso Pedagógico Tabla 4.- Muestra de Tres Elementos de la Metadata SCORM. Tabla 5.- Requerimientos de Perfiles de la Aplicación de un SCO. Tabla 6.- Las 23 Características de Cuatro LMS s open source. Tabla 7.- Categorías y Atributos Obligatorios del Objeto de Aprendizaje. Tabla 8.- Identificación de Actores y Casos de Uso. Tabla 9.- Definición de Imágenes del Repositorio. Tabla 10.- Disciplinas y Áreas definidas en el Menú del Repositorio Tabla 11.- Listados de OAs, de acuerdo a cada Acción del Usuario. Tabla 12.- Cada Criterio y sus Ítems Indicadores de Calidad para los Espacios Web de Interés Educativo. 9

13 Resumen En el presente proyecto de titulación se describe el diseño e implementación del prototipo de un Repositorio de Objetos de Aprendizaje basado en el Estándar SCORM.1.2, donde se almacenarán objetos de aprendizaje empaquetados con el editor ReLOAD, para poder ser visualizados por un LMS conforme SCORM 1.2, con el objetivo de apoyar a la Universidad Austral de Chile, debido a que no cuenta con un repositorio, en el cual los profesores puedan almacenar sus cursos completos, y de esta manera los estudiantes tengan acceso virtual a ellos. Se comienza con la descripción del objetivo general y los objetivos específicos, continuando con las definiciones de Objeto de Aprendizaje, Sistema de Gestión de Aprendizaje y el editor ReLOAD; este editor empaqueta Objetos de Aprendizaje para almacenarlos en el repositorio o bien almacenar y visualizarlos en el LMS SIVEDUC de la Universidad Austral de Chile. Luego de acuerdo al criterio de minimizar costos, se definen las tecnologías de software libre y open source seleccionadas. Para realizar el análisis y diseño del sistema se utilizó el Lenguaje de Modelamiento Unificado o UML con sus respectivos diagramas modelados por la herramienta StarUML. A continuación se describen todas las funcionalidades del repositorio junto con la encuesta de evaluación on-line, realizada a expertos, que reflejó la aceptación y facilidad de uso del repositorio, para finalizar con las conclusiones y posibles mejoras. 10

14 Summary In this final titulation proyect, the design and prototype implementation of the Learning Object Repository (LOR) based on SCORM 1.2 standard is described.the Learning Objects (LOs) are packed with the ReLOAD editor and stored, so as to be viewed by a Learning Management System (LMS) based on SCORM 1.2, with the goal to support Universidad Austral de Chile (U.A.Ch.), since it doesn t have a repository where teachers can stored their courses so students can access them. Firstly, general and specific objectives are described, and LO, LMS, ReLOAD editor are defined. This editor either packs LO to store them into the LOR or stores and visualizes them in the SIVEDUC LMS from U.A.Ch. Free software and open source technologies are chosen according to minimizing cost criteria. In order to perform the system analysis and design Unified Modification Model (UML) was used, along with its diagrams modeled with the StarUML tool, then all the LOR functionalities, together with an on-line evaluation survey, directed to experts, who reflected the acceptance and ease of use of the repository: Finally, conclusions and possible improvements are presented. 11

15 CAPÍTULO I. Introducción 1.1 Antecedentes Generales. Para el desarrollo de este anteproyecto se revisaron tres repositorios. El primero fue BELL 1, donde su objetivo es desarrollar un prototipo para un repositorio de objetos educacionales [Agu03], considerando sólo 8 atributos en su plantilla 2. Para la búsqueda de objetos de aprendizaje, en segundo lugar el repositorio CAREO 3 (Campus Alberta Repository of Educational Objects) cuyo principal objetivo es la creación de una colección basada en web [Agu03], finalmente MERLOT 4, (Multimedia Educational Resource for Learning and Online Teaching) que está dirigido al sector de educación superior de los Estados Unidos [Agu03], pudiendo completar 22 atributos en su plantilla 5 para la búsqueda de objetos de aprendizaje. Además, se revisó la meta data propuesta por Dublin Core Metadata Initiative (DCMI) 6, y se realizó una comparación con el estandár SCORM 7 o Modelo de Referencia para Objeto de Contenido Intercambiable (Shareable Content Object Reference Model) PROYECTOS SIMILARES Existe el trabajo de tesis Diseño y Construcción de un Repositorio de Herramientas de Apoyo a la Enseñanza / Aprendizaje Virtual [Gal03], que permitió la creación de un repositorio basado en objetos de aprendizaje de acuerdo a una clasificación por uso pedagógico. Este repositorio no es SCORM Compatible, pero se quiere lograr implementar un repositorio donde su información este estructurada y etiquetada, según lo exigido por el estándar [ADLb01]

16 MOTIVACION. En la actualidad no existe un Repositorio de Objetos de Aprendizaje certificado SCORM en la Universidad Austral de Chile. Lo anterior sirve de motivación para investigar sobre las nuevas especificaciones e implementar un Repositorio SCORM Compatible de objetos de aprendizaje, incorporándolo primeramente a la Facultad de Ciencia de la Ingeniería. IMPACTOS El repositorio de objetos de aprendizaje, permitirá a los integrantes de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería, tanto a profesores como a estudiantes, tener acceso al mismo, pudiendo compartir los mismos recursos. Con el desarrollo de este proyecto, se generará conocimiento y experiencia en repositorios de objetos de aprendizaje basados en SCORM, lo cual servirá de base para futuros trabajos de investigación y aplicación. 1.2 Definición del Problema. En la actualidad muchos profesores desarrollan material en formato electrónico, sin embargo este material está sólo disponible para los estudiantes de una asignatura específica. Por lo tanto, para mejorar la usabilidad, se propone empaquetar este material como objetos de aprendizaje, entendiéndose este concepto como: cualquier recurso digital que se pueda reutilizar para apoyar el aprendizaje [Wil00], y para mejorar la accesibilidad se propone el uso de un repositorio de objetos de aprendizaje. 13

17 1.3 Definición de Objetivos Objetivo General El objetivo general es implementar un repositorio para apoyar a las carreras de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería en la UACh, Valdivia, tanto a los estudiantes y profesores, para lograrlo se seguirá el estándar SCORM Objetivos Específicos. Se detallan a continuación los cinco objetivos específicos: 1. Estudiar los conceptos y estándares relativos a Objetos de Aprendizaje y Repositorios. 2. Definir y Especificar la metadata y empaquetamiento de contenidos para Objetos de Aprendizaje. Se utilizará la herramienta ReLOAD Editor (Reusable elearning Object Authoring & Delivery), un editor y visualizador SCORM gratuito y de código libre. 3. Diseñar el Repositorio de Objetos de Aprendizaje. Para el desarrollo de ésta aplicación en el paradigma de orientación a objetos, se utilizó el Lenguaje de Modelamiento Unificado o UML (Unified Modification Model), permitiendo realizar el análisis y diseño del sistema, con sus respectivos diagramas a través de la herramienta StarUML Implementar un Prototipo de Repositorio de Objetos de Aprendizaje. Se utilizó en este proyecto: Base de Datos MySQL 9 versión , Servidor web Apache

18 versión , Lenguaje de Programación PHP 11 versión , Sistema Operativo Linux SUSE 12 versión 10.0 Los requisitos de hardware y software, para el adecuado funcionamiento del repositorio, para el cliente Web, deben ser como mínimo: a) Software: Internet Explorer versión 5.5 o superior. Netscape 6.0 o superior. b) Hardware: 32 MB RAM. Pentium III o superior. 5. Evaluar el Prototipo del Repositorio de Objetos de Aprendizaje. La evaluación del prototipo se llevará a cabo a través de una encuesta en línea, realizada a expertos, que refleje la aceptación y facilidad de uso del repositorio. 1.4 Importancia y Naturaleza del Estudio. El repositorio de objetos de aprendizaje, permitirá a los integrantes de Facultad de Ciencias de la Ingeniería, tanto a profesores como a estudiantes, tener acceso al mismo, permitiéndoles compartir los recursos. El desarrollo de este proyecto, permitirá generar conocimiento y experiencia en repositorios de objetos de aprendizaje basados en SCORM, lo cual servirá de base para futuros trabajos de investigación y aplicación

19 1.5 Convenciones de Escritura. tamaño 12. El formato de la fuente es Times New Roman, estilo normal, justificado y En el desarrollo de la tesis, se usan palabras en inglés, muchas de las cuales no se traducen porque se usan cotidianamente. Por ejemplo script u otras que no tienen traducción en español, todas ellas se escriben en cursiva. Del mismo modo las palabras provenientes de lenguajes, fragmentos de programas, nombres de archivos, comandos, etc. Se escriben con formato de fuente courier new, de tamaño

20 CAPÍTULO II. Objetos de Aprendizaje y Estándar SCORM. 2.1 Objetos de Aprendizaje Una necesidad básica en el área de informática, es contar con tipos de datos para construir sistemas; ahora, para las aplicaciones educativas se ha hecho necesario contar con un nuevo tipo de datos que se adapte de mejor manera ante al ámbito educacional como a áreas de gestión informática y bases de datos, dando lugar a los Objetos de Aprendizaje o también denominado OAs, siendo éste el término a utilizar en esta Tesis de Grado. Para hacer referencia a un Objeto de Aprendizaje o LO (Learning Object), se utilizan diferentes nombres, dificultando, en cierta forma, la comunicación entre los grupos interesados en su utilización. Por este motivo, se hizo necesario llegar a un consenso y elegir el término de mayor aceptación entre la comunidad. La necesidad de disponer de entidades que sirvan al aprendizaje fue planteada originalmente en 1991 por David Merril, cuando en su Teoría de Transacción Instruccional se refiere a Unidades de Conocimiento, como: Los aprendices pueden sólo manejar una cantidad limitada de información a la vez, esto hace necesario la secuencia de unidades de conocimiento [Mer91]. 17

21 Es hasta el año 2000, donde aparecen varios proyectos, entre ellos ARIADNE 13 e IMS 14, los cuales apoyan al grupo de trabajo Metadata de Objetos de Aprendizaje o LOM (Learning Objects Metadata) para obtener en el 2002, el primer estándar del IEEE 15 (Institute of Electrical and Electronics Engineers), sobre Objetos de Aprendizaje [LOM02]. Cabe destacar a David A. Wiley quien propone otra definición basada en la propuesta por el Comité de Estandares para Tecnología del Aprendizaje o LTSC 16 (Learning Technology Standards Committee) del IEEE, refiriéndose a los Objetos de Aprendizaje [Wil00], como: Cualquier recurso digital que puede ser reutilizado para apoyar el aprendizaje Metáforas La Metáfora del LEGO La metáfora que ha sido utilizada habitualmente para definir los OAs ha sido la de las piezas de LEGO, que pueden ser intercambiadas y combinadas en múltiples posiciones para construir un objeto de mayor complejidad. Al asumir la crítica de Willey [Wil00], se dice que esta metáfora de las piezas de LEGO es inadecuada por cuanto simplifica las relaciones entre los objetos de aprendizaje impidiendo pensar en ellos como elementos conceptualmente ricos, ya que sólo piezas muy simples podrían ser combinadas con cualquier otra y de cualquier forma. La Metáfora Cristal de Aprendizaje Para lograr tener una mejor idea de lo que son los OAs, se utiliza la metáfora del átomo [Wil00], es decir, pensar que los objetos de aprendizaje se comportan como

22 unidades atómicas, que pueden ser ensamblados en ciertas estructuras de acuerdo a su propia estructura interna, formando cristales de aprendizaje. Los principios de un cristal de aprendizaje son: No todo átomo es combinable con cualquier otro átomo. Los átomos sólo pueden ser ensamblados en ciertas estructuras prescritas por su propia estructura interna. Es necesario conocer sus ensamblados. Los objetos de aprendizaje y su relación con el Paradigma de Orientación a Objetos o POO. Se define como objetos a las instancias de una clase. Un programa computacional está compuesto de varias clases y de cada clase se pueden instanciar todos los objetos que sean necesarios. Cada objeto tiene un estado y métodos (se puede ver en la Figura 1); los estados corresponden a las propiedades de cada objeto y los métodos a las acciones que puede realizar el objeto. Estas acciones pueden ser internas, es decir orientadas a modificar el estado del objeto o interfaces con otros objetos. Los objetos pueden ser combinados entre objetos de una misma clase o de otra clase, siempre y cuando tengan los métodos apropiados. Dos o más objetos pueden construir otro objeto de mayor tamaño. La Figura 1, muestra esquemáticamente la composición de un objeto. Figura 1.- Objeto, según el POO. 19

23 Por otra parte [Alv03] plantea que la metáfora del LEGO es suficiente para explicar los objetos de aprendizaje desde el punto de vista pedagógico y desde el punto de vista del paradigma de orientación a objetos (POO). Además propone una interesante relación, sin embargo, en el artículo, no quedan claras las relaciones de herencia y polimorfismo. La Tabla 1, muestra una relación entre las características de un juego de LEGO y como éstas se reflejan en el Paradigma de Orientación a Objetos. Tabla 1.- Relación entre un Juego de LEGO y el Paradigma de Orientación a Objetos. Juego de LEGO Un juego de LEGO, puede tener varios tipos de piezas. Existirán varias piezas de LEGO por cada tipo. Cada pieza tiene un color, forma y tamaño. Para su ensamblaje las piezas se deben girar y encajar. Cada pieza se puede combinar con cualquier otra del mismo tipo. Una pieza de un tipo se puede combinar con otra sólo si encajan. Se pueden construir piezas de mayor tamaño, combinando dos o más piezas básicas. Son necesarios conocimientos básicos previos para un correcto ensamble. El objetivo de aprendizaje requiere de un programa de actividades de aprendizaje. Ambiente de Objetos. En un ambiente orientado o basado en objetos requiere tener varias clases. Se pueden instanciar todos los objetos que se requieran de una clase. Cada objeto tiene un estado que define sus características propias. Cada objeto tiene métodos que definen las acciones necesarias para su uso. Cada objeto puede ser combinado con otro de la misma clase, Un objeto se puede combinar con objetos de otras clases, sólo si sus métodos lo permiten. Se puede construir un objeto de mayor tamaño a partir objetos más básicos. Es necesario conocer los conceptos de objetos, clases y de lenguajes computacionales orientados a objetos. Un programa de actividades de aprendizaje se puede implementar con un lenguaje de programación basado en objetos de aprendizaje. Se podría concluir que una buena metáfora, que permita explicar los objetos de aprendizaje desde el punto de vista pedagógico como su implementación computacional usando el paradigma de orientación a objetos ayudará a educadores e informáticos a encontrar un lenguaje común que permita una más fácil implementación de los Objetos de Aprendizaje. 20

24 2.1.2 Clasificación Existen dos clasificaciones para los objetos de aprendizaje. La primera corresponde a una taxonomía que clasifica a los objetos en función de las posibles combinaciones que se puede hacer con ellos y sus características en términos de número de elementos, reusabilidad y grado de dependencia [Wil00]. La segunda clasificación es en función de su uso pedagógico [AST02]. Taxonomía de Combinación de Objetos. continuación: Esta taxonomía define cinco tipos de objetos de aprendizaje descritos a 1. Fundamentales. Son objetos que no pueden ser subdivididos, por ejemplo una fotografía de un pianista tocando. 2. Combinados-Cerrados. Son objetos que pueden ser combinados con muy pocos objetos de relación directa, por ejemplo un objeto de video de un pianista, acompañado de un objeto de audio. 3. Combinados-Abiertos. Son objetos que pueden ser combinados con prácticamente cualquier objeto. Por ejemplo una página Web que combine la foto del pianista, el objeto de audio y un objeto con un texto. 4. Generación de Presentaciones. Este tipo de objetos es más complejo, y en el caso del ejemplo podría tener un applet de Java que fuera dibujando las nota musicales en un pentagrama. 5. Generación Instruccional. Este tipo de objeto está más relacionado con ejercicios prácticos a desarrollar, es decir, encargados de instruir y proveer prácticas, por ejemplo enseñar música y al mismo tiempo entregar ejercicios de práctica musical. 21

25 Además, ocho características en función de las combinabilidad y reutilidad, que se listan a continuación: 1. Número de Elementos Combinados. Describe el número de elementos individuales necesarios para componer un objeto de aprendizaje. Por ejemplo imágenes, videos, etc. 2. Tipo de Objetos Combinados. Describe el tipo de objetos de aprendizaje que pueden ser necesarios para ensamblar un nuevo objeto de aprendizaje. 3. Objetos como Componentes Reutilizables. Describe si un objeto puede o no ser reutilizados como parte de otros objetos. 4. Funciones Comunes. Describe la forma en la cual un objeto de aprendizaje es generalmente usado. 5. Dependencia Extra-Objeto. Describe si un objeto de aprendizaje necesita información de otros objetos, por ejemplo localización de otros objetos o de si mismo. 6. Tipo de Lógica Contenida en el Objeto. Describe los algoritmos y procedimientos comunes de un objeto de aprendizaje. 7. Potencial para Reutilidad intercontextual. Describe el número de diferentes contextos de aprendizaje en los cuales el objeto de aprendizaje puede ser usado. 8. Potencial por Reutilidad intracontextual. Describe el número de veces que el objeto de aprendizaje puede ser re usado en el mismo contexto o dominio. En la Tabla 2, se ve un resumen de la taxonomía definida para cinco tipos de objetos de aprendizaje versus ocho características en función de las combinabilidad y reutilidad, de los OAs. Esta taxonomía puede ser sociada a la metáfora de los cristales de aprendizaje. 22

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27 Clasificación por Uso Pedagógico La clasificación por uso pedagógico utiliza la metáfora del lego. Los Objetos de Aprendizaje de acuerdo a uso pedagógico [AST02], se pueden clasificar en: 1. Objetos de Instrucción. Son los objetos destinados principalmente al apoyo del aprendizaje, donde el estudiante juega un rol más bien pasivo. Algunos de estos tipos de objetos corresponden a los que Vazirgiannis and Sellis [Vaz00] denominaron IMD o (Interactive Multimedia Documents). Estos objetos a su ves pueden ser divididos en seis tipos distintos: 1.1 Objetos de Lección. Combinan textos, imágenes, videos, animación, preguntas y ejercicios para crear aprendizaje interactivo. 1.2 Objetos Workshop. Los Workshop son eventos de aprendizaje en los cuales un experto interactúa con los aprendices. Esta interacción puede incluir demostraciones de aplicaciones de software, presentaciones en diapositivas, actividades en pizarra, uso de Internet, videoconferencias y herramientas de colaboración en general. 1.3 Objetos Seminario. Los seminarios son eventos en los cuales expertos hablan directamente a los aprendices usando una combinación de audio, video, presentaciones en diapositivas e intercambio de mensajes. Los seminarios pueden comenzar con una presentación en video seguido de preguntas y respuestas al respecto. Los seminarios pueden ser eventos en vivo o bajo algún formato computacional. 1.4 Objetos Artículos. Corresponden a objetos basados en breves textos que pueden corresponder a material de estudio con gráficos, tablas, etc. 1.5 Objetos White Papers. Son objetos basados en textos, pero con información detallada sobre tópicos complejos. 24

28 1.6 Objetos Casos de Estudio. Son objetos basados en textos, correspondiente a análisis en profundidad de una implementación de un producto de software, experiencias pedagógicas, etc. 2. Objetos de Colaboración. Son objetos que se desarrollan para la comunicación en ambientes de aprendizaje colaborativo y se subdividen en cuatro tipos: 2.1 Objetos Monitores de Ejercicios. Son objetos donde se produce intercambio entre aprendices y un monitor guía experto. Aquí los aprendices requieren realizar tareas asignadas por el monitor que demuestren grados de habilidad o nivel de conocimiento en áreas complejas. 2.2 Objetos Chats. Estos objetos le permiten a los aprendices compartir experiencia y conocimiento. Son intercambios de mensajes sincrónicos. 2.3 Objetos Foros. También llamados pizarras de discusión, son objetos que permiten un intercambio de mensajería asincrónica en donde se lleva la traza de la conversación en el tiempo. Se pueden crear objetos foros por temas específicos. 2.4 Objetos de Reuniones en Línea. En este tipo de objetos, se puede compartir desde documentos a computadores para trabajo conjunto. Un ejemplo de objeto de reuniones en línea es el NetMeeting Objetos de Práctica. Son objetos destinados principalmente al autoaprendizaje, con una alta interacción del estudiante y se pueden distinguir ocho de estos tipos: 3.1 Simulación Juego de Roles. Este tipo de objetos habilita al estudiante a construir y probar su propio conocimiento y habilidades interactuando con la simulación de una situación real. En esta simulación tipo juego los aprendices interactúan con un ambiente virtual y normalmente cuenta con una amplia variedad de recursos para conseguir su objetivo. 17 NetMeeting, es una aplicación gratuita de Microsoft que permite conversar con otras personas a través de audio, video y texto. 25

29 3.2 Simulación de Software. Los objetos de simulación de software son diseñados para permitir a los estudiantes practicar tareas complejas asociadas a productos específicos de software. Normalmente están desarrolladas usando ambientes gráficos. 3.3 Simulación de Hardware. Algunas empresas desarrollan objetos de simulación de hardware, que le permiten a los aprendices a adquirir conocimiento respecto a determinadas tareas asociadas al desarrollo de hardware, como por ejemplo el ensamblado de computadores. 3.4 Simulación de Código. Este tipo de objetos, permiten a los aprendices practicar y aprender sobre técnicas complejas en la codificación de un software. Dicho de otra manera, demostrará el correcto uso de éste en tareas específicas. 3.5 Simulación Conceptual. Estos objetos, conocido como de ejercicios interactivos, ayudan a los aprendices a relacionar conceptos a través de ejercicios prácticos. 3.6 Simulaciones de Modelo de Negocios. También conocidos como Simulaciones Cuantitativas, son objetos que le permiten al estudiante controlar y manipular un rango de variables en una compañía virtual, en orden a aprender como administrar una situación real y las implicaciones de sus decisiones. Este tipo de objetos son comúnmente usados en las áreas de negocios. 3.7 Laboratorios en Línea. Estos tipos de objetos, son típicamente usado para la enseñanza de ciencias básicas, como física y química. Otro importante uso, es el aprendizaje de tópicos relativos a las tecnologías de la información, como por ejemplo aprendizaje en la configuración de redes de computadores y otros. 3.8 Proyectos de Investigación. Son objetos asociados a actividades complejas que impulsen a los aprendices a comprometerse a través de ejercicios con áreas bien específicas. Es necesario aprendices con habilidades de investigación y análisis. Por ejemplo para habilidades asociadas a negocios, se podrían realizar actividades que comparen páginas Web de diversas tiendas. 26

30 4. Objetos de Evaluación. Tienen como función conocer el nivel de conocimiento que tiene un estudiante, existen cuatro tipos de objetos: 4.1 Pre-evaluación. Objetos destinados a medir el nivel de conocimiento que tiene un estudiante antes de comenzar el proceso de aprendizaje. 4.2 Evaluación de Proficiencia. Estos objetos sirven para medir si un estudiante ha asimilado determinados contenidos que permitan deducir una habilidad. Por ejemplo, si un estudiante obtiene una determinada puntuación en un test, se puede considerar que ha cumplido los objetivos en el camino del aprendizaje y está listo para realizar una determinada tarea o asumir un determinado rol. 4.3 Test de Rendimiento. Objetos que se usan para medir la habilidad de un estudiante en una tarea muy específica. Usualmente son aplicaciones basadas en Interfaces de Unidad Gráfica o GUI (Graphic Unit Interfaces), compuestas de varios niveles de dificultad que el estudiante debe ir superando y al final se le entrega un resumen de su desempeño. Este tipo de objetos normalmente se usa con objetos de simulación. 4.4 Test de Certificación. Usados generalmente al final de un programa orientado a la certificación y estudio. En la modalidad de estudio, el objeto es diseñado para maximizar el aprendizaje entregando un listado de los errores, mientras que en el modo de certificación es diseñado de manera similar a un examen final. Algunos ejemplos son los test de certificación, idiomas y manejo de herramientas de software como sistmas operativos o bases de datos. En la Tabla 3, se muestra un resumen de la clasificación de los objetos de aprendizaje de acuerdo a su uso pedagógico. 27

31 Tabla 3.- Clasificación de Objetos de acuerdo a su Uso Pedagógico. 1. Objetos de Instrucción 1.1 Lección. 1.2 Workshops. 1.3 Seminarios. 1.4 Artículos. 1.5 White-Papers. 1.6 Casos de Estudios. 2. Objetos de Colaboración 2.1 Ejercicios Monitores. 2.2 Chats. 2.3 Foros. 2.4 Reuniones en Línea. 3. Objetos de Prácticas 3.1 Simulaciones Juego de Roles. 3.2 Simulación de Software. 3.3 Simulación de Hardware. 3.4 Simulación de Codificación. 3.5 Simulación Conceptual. 3.6 Simulación Modelo de Negocios. 3.7 Laboratorios en Línea. 3.8 Proyectos de Investigación. 4. Objetos de Evaluación 4.1 Pre-evaluación. 4.2 Evaluación de Preeficiencia. 4.3 Test de Rendimiento. 4.4 Test de Certificación. 2.2 Objetos de Aprendizaje y SCORM El Estándar de ADL, SCORM Existen varias definiciones de e-learning, dentro de ellas se puede destacar la siguiente: Aquella actividad que utiliza de manera integrada y pertinente, computadores y redes de comunicación en la formación de un ambiente propicio, para la construcción de la experiencia de aprendizaje. [Foi02] Es importante decir que al hablar de e-learning, se trata de una combinación de recursos, interactividad, soporte y actividades de aprendizaje estructuradas. No es solamente tomar un curso y colocarlo en un computador. Además el Foro Internacional de Tecnología Educacional & Sociedad que pertenece al IEEE, define e-learning como: El uso de varias herramientas tecnológicas basadas y distribuidas en Web, para el uso de propósitos educativos [IFE03]. 28

32 Existen a su vez estándares en sistemas e-learning. Al hablar sobre un estándar e-learning, se esta refiriendo a un conjunto de reglas en común para las compañías dedicadas a la tecnología learning. Estas reglas especifican cómo los fabricantes pueden construir cursos online y las plataformas sobre las cuales son impartidos estos cursos, de tal manera que puedan interactuar unas con otras, siendo el siguiente punto a tratar. La iniciativa del aprendizaje distribuido avanzado o ADL (Advanced Distributed Learning), es un programa del Departamento de Defensa de los Estados Unidos y de la Oficina de Ciencia y Tecnología de la Casa Blanca, para desarrollar principios y guías de trabajo necesarias para el desarrollo y la implementación eficiente, efectiva y en gran escala, de formación educativa sobre nuevas tecnologías Web. ADL nace como una forma de unificar iniciativas anteriores, pero recogiendo las características más desatacadas de cada una de ellas, es así que: de IMS recoge la descripción de cursos en XML, como una forma de separar contenidos de presentación; y de AICC recoge el mecanismo de intercambio de información mediante una API. Con todo ello establece una proposición de estándar SCORM. De esta forma, SCORM establece una serie de pasos a seguir para la implementación detallada de contenidos, que permita que distintos sistemas certificados por SCORM puedan intercambiar contenidos, es decir, logrando interoperabilidad, reutilidad y adaptabilidad. La última versión del estándar es SCORM 2004, donde sólo agrega el libro Secuenciación y Navegación, y hace muy pocas diferencias con la versión anterior SCORM 1.2, existiendo para ésta una gran cantidad de Sistema de Gestión de Aprendizaje o LMS (Learning Management System) y herramientas certificadas. Por esta razón se hará referencia a la versión SCORM 1.2, donde sus especificaciones están organizadas en tres libros. En la Figura 2, se muestra a grandes rasgos los contenidos de cada uno de ellos y su origen. 29

33 Figura 2.- Libros de la Versión 1.2 de SCORM. [ADLa01]. (Se indican los elementos en inglés, para evitar interpretaciones de traducción). Los nombres de los libros son los siguientes: 1. Overview Version Content Aggregation Model Version Run Time Environment Version 1.2 tres libros: A continuación se hace una breve definición del contenido de cada uno de los Libro 1. Descripción SCORM u Overview. Contiene una descripción general de la iniciativa de ADL, un análisis de SCORM, y un resumen de las especificaciones técnicas. Libro 2. Modelo de Agregación de Contenido o CAM (Content Aggregation Model). Describe los componentes usados en una experiencia de aprendizaje, como empaquetar estos componentes para el intercambio de sistema a sistema, como 30

34 describir estos componentes para permitir búsqueda y descubrimiento, y cómo definir las reglas de secuenciamiento para los componentes. Libro 3. Entorno de Ejecución o RTE (Run Time Environment). Este libro es derivado de las Pautas para la Interoperabilidad CMI001 de la AICC 18, describe los requisitos del LMS para manejar el entorno de ejecución (por ejemplo, proceso de lanzamiento de contenido, comunicación entre contenido y LMS s y elementos del modelo de datos estandarizados usados para entregar información acerca del estudiante). El RTE cubre los requisitos de SCO, su uso de una Interfaz de Programación de Aplicaciones o API (Application Programming Interface) y el modelo de datos del Entorno de ejecución SCORM. En SCORM, una actividad de aprendizaje puede referirse a objetos de contenido que son entregados al estudiante. Es importante destacar que las actividades que consisten de otras actividades son también llamadas Clusters SCORM y sus Componentes Funcionales SCORM, divide la tecnología e-learning en dos componentes funcionales: 1. Sistema de Gestión del Aprendizaje o LMS (Learning Management System), [ADLa01], usando elementos en línea y fundamentalmente Internet como entorno para estos desarrollos. 2. Objeto de Contenido Intercambiable o SCO (Sharable Content Object) [ADLb01]. A continuación se hará referencia al término LMS, antes mencionado, que se refiere a un conjunto de funcionalidades designadas para entregar, seguir, reportear y manejar el contenido de aprendizaje, el progreso e interacciones del estudiante. También se puede aplicar a sistemas de gestión de curso muy simple o entornos de distribución

35 empresarial de alta complejidad. A continuación, en la Figura 3 se muestra un modelo generalizado con sus componentes potenciales o los servicios de un LMS. Figura 3.- Modelo Generalizado de un LMS. [ADLa01]. Así es, como en el desarrollo de estándares de tecnología de aprendizaje, ahora se usa el término LMS en lugar de Instrucción Gestionada por Computador o CMI (Computer Managed Instruction). Incluyen nuevas funcionalidades y capacidades históricamente no asociadas con sistemas CMI. Es decir, los LMS s incorporan a través de otros servicios, conexiones back-end para otros sistemas de información, seguimiento sofisticado, reportes de actividad y enfoque del estudiante, registro centralizado, entrega de contenido adaptativo y colaborativo en línea. Todos los servicios apuntados al seguimiento y administración del progreso del estudiante. En SCORM, el término LMS implica un entorno basado en servidor, en el cual reside la inteligencia, o mejor dicho la gestión para administrar y entregar contenido de aprendizaje a los estudiantes. En otras palabras, en SCORM, el LMS determina qué entregar y cuando, a demás del progreso de seguimientos y rendimiento de cómo el estudiante se mueve a través del contenido de aprendizaje. 32

36 SCORM soporta el término contenido de aprendizaje compuesto, relativamente poco, entendiendo el concepto como SCO agregados juntos para formar unidades de instrucción tales como cursos, módulos, capítulos y asignaciones, etc. En si mismos, los SCO s no tienen contexto específico pero cuando se combinan con otros objetos de contenido instruccional, esta agregación proporciona el contexto y soporta una experiencia de aprendizaje definida. Los objetos de contenido se pueden diseñar así para la reutilización en contextos múltiples. El LMS, procesa simplemente las reglas definidas externamente y no tiene conocimiento por si mismo acerca de como el contenido esta organizado, excepto a través de la interpretación de reglas definidas en estructuras organizacionales de contenidos. En cuanto al segundo componente funcional, los SCO s [ADLb01], que a su vez son una combinación de Recursos Compartidos o Assets (Sharable Resources), se pueden ver en la Figura 4. Estos son recursos básicos o componentes del nivel más inferior utilizado en un curso. Por ejemplo, los Assets pueden ser representaciones electrónicas de media, texto, imágenes, sonido, páginas Web, sesiones de chat, objetos de evaluación, u otras piezas de dato que pueden ser entregadas a un cliente Web. Además se comparten entre distintos SCO s. Un Asset debe tener la metadata apropiada que lo haga identificable en un repositorio SCORM. Figura 4.- Ejemplos de Asset. [ADLb01]. 33

37 Un SCO no puede depender de otro SCO o elemento externo, ya que para ser reutilizable debe ser independiente del contexto de estudio.un SCO debe ser descrito con una metadata SCO, por lo tanto, el SCO debe proveer contenido de aprendizaje por si mismo y debe poder ejecutarse en un LMS. Los SCO s pueden ser explicados con la metáfora del cristal de aprendizaje. La Figura 5 muestra un SCO. En este caso compuesto de siete Asset, cada uno de ellos en un formato distinto (funciones JAVA Script, fragmento HTML 19, imagen JPEG y GIF, objeto Flash, y WAV). Figura 5.- Ejemplo de un SCO. [ADLb01]. Cabe destacar que los SCO s pueden contener cualquier tipo de información, teniendo cualquier diseño instruccional, a su vez puede tener diferentes tamaños y puede tener varios tipos de contenido digital. Pero lo que realmente importa es que ambos, LMS y SCO, están diseñados de acuerdo a las especificaciones del estándar SCORM, pudiendo de esta manera como se ve en la Figura 6, ser interoperables y reutilizables. Figura 6.- Ejemplo de Contenido. 19 Lenguaje de Marcación General de Hipertexto o HyperText Markup Language. 34

38 Se puede hacer una analogía a través de enchufes, representando a los SCO s SCORM compatibles que serán conectados para su funcionamiento, ajustándose exactamente al enchufe receptor, que representa a distintos LMS s SCORM compatibles. Las reglas de este estándar proveen modelos comunes de información para cursos e-learning y plataformas LMS, que básicamente permiten a los sistemas y a los cursos compartir datos. Esto también nos da la posibilidad de incorporar contenidos de distintos proveedores en un programa de estudios. Básicamente, lo que persigue la iniciativa ADL con la aplicación del estándar SCORM, en este caso para el e-learning, son los siguientes requisitos que se definen y ejemplifican, cada uno de ellos, siendo conocidos como las idades de ADL y ellos forman la fundación sobre la cual todos los cambios y adiciones para el estándar SCORM están basados [ADLa01]. Estos requisitos son: 1. Accesibilidad. Es la habilidad para localizar y acceder a componentes instruccionales desde una locación remota y entregarlos a muchos otras locaciones. En la Figura 7, se puede ver que el mismo SCO al ser SCORM compatible puede ser utilizado en diferentes LMS. 2. Durabilidad. Habilidad para que la evolución de la tecnología desarrollada con el estándar evite fundamentalmente lo obsoleto de los cursos y cambios sin costos de rediseño, reconfiguración o remodificación. Así se puede observar en la Figura 7, que el mismo SCO no quede obsoleto en el tiempo. 3. Interoperabilidad. Habilidad de tomar componentes instruccionales desarrollados en una locación, con un conjunto de herramientas o plataforma y usarlos en otra locación con un conjunto diferente de herramientas o plataforma. En otras palabras, que se pueda intercambiar información a través de una amplia variedad de LMS S, como en la Figura 7. 35

39 4. Reutilidad. Se refiere a la flexibilidad para incorporar componentes instruccionales en múltiples aplicaciones y contextos, así los distintos cursos y objetos de aprendizaje puedan ser reutilizados con diferentes herramientas y en distintas plataformas LMS, ver Figura 7. Figura 7.- Representación de los cuatro requisitos de SCORM. Finalmente, se considera que este modelo es mejorable y todavía necesita desarrollo para convertirse en un estándar, de hecho, y aunque ya existen vendedores de Sistemas de Gestión de Aprendizaje que lo han adoptado, se ve claro que aún le falta una gran evolución. No obstante, el paso que ha dado ADL ha sido de crucial importancia para la estandarización del desarrollo de sistemas de aprendizaje basados en Web. Como se mencionaba al comienzo, la utilización de una metodología común es aún una de las 36

40 grandes lagunas de esta área, pero todos los esfuerzos de investigación que se están realizando actualmente, llegarán a dar su fruto consiguiendo los estándares necesarios para producir Sistemas Tutoriales basados en Web verdaderamente eficientes y, sin duda, SCORM es el modelo de referencia a seguir. 2.3 Modelo de Agregación de Contenido El libro número dos CAM, en la Figura 11, se puede ver que está compuesto por otros cuatro sub-libros más, nombrados a continuación: 1. Diccionario de Metadata. Su principal propósito es proporcionar una nomenclatura común permitiendo a los recursos de aprendizaje ser descritos de una manera común, puede ser coleccionado en catálogos así como directamente empaquetada con el recurso de aprendizaje descrito. Así estos recursos que son descritos con metadata (datos acerca de los datos), pueden ser sistemáticamente buscados y recuperados para uso y reuso, proveniente del IEEE. 2. Binding XML y Buenas Prácticas de la Metadata o metadata XML Binding and best practices. Está basada directamente con la especificación del Lenguaje de Marcas extensible ó XML (extensible Markup Language) de la metadata del IMS que define como codificar o enlazar los elementos del diccionario definidos en el modelo de información. Las buenas prácticas de la metadata, refleja las experiencias ganadas por el equipo técnico de la ADL, para ayudar en el desarrollo de la aplicación consistente de la metadata al contenido de aprendizaje. 3. Estructura de Contenido o Content Structure. Es la representación del comportamiento previsto de una experiencia de aprendizaje, proveniente de AICC. 4. Empaquetamiento de Contenido o Content Packaging. Provee una forma consistente para describir estructuras de contenido, contenido de aprendizaje, la metadata que describe los variados componentes de las estructuras de contenido y reglas de secuencia y navegación. Esto es contar con descripciones y 37

41 requerimientos para la agregación de contenido de aprendizaje, proveniente de IMS. Figura 11.- El Libro CAM de SCORM [ADLb01]. (Se indican los elementos en inglés, para evitar interpretaciones de traducción). Así, el objetivo del Modelo de Agregación de Contenidos de SCORM, es proveer un medio común de componer contenidos docentes, desde diversas fuentes compartibles y reutilizables. Define cómo un contenido docente puede ser identificado, descrito y agregado dentro de un curso o una parte de un curso, y puede ser compartido por diversos LMS S o por diversos repositorios Componentes del Modelo de Agregación de Contenido Existen tres componentes del CAM, estos son los antes ya definidos Asset, SCO, ahora se incorpora el término Agregación de Contenido. La agregación de contenido, es el proceso de agregar recursos (SCOs / Assets) dentro de una estructura definida (estructura de contenido), para construir una experiencia particular de aprendizaje como por ejemplo un curso, capítulo, módulo, etc. En la Figura 12, se puede ver como está compuesta una agregación de contenido. 38

42 Figura 12.- Ejemplo de Agregación de Contenido Diccionario de Metadata En tercer lugar se describirá el primer sub-libro del CAM llamado Metadata SCORM del modelo de información LOM del IEEE. Esta sección proporciona una guía específica para la aplicación de metadata a los recursos de aprendizaje. Es así como los perfiles de aplicación de la metadata SCORM ya definidos, están directamente referenciados al estándar o modelo de información LOM (Learning Object Metadata) LTSC del IEEE, y la especificación de vinculación XML de la metadata del recurso de aprendizaje del IMS. Además la IEEE proporciona aproximadamente 64 elementos de la metadata (más de lo que sería práctico para el uso diario). Definiendo, en el contexto SCORM tales elementos de los datos, estos son obligatorios en la utilización de la metadata, para marcar los recursos de aprendizaje descritos en el CAM. Es importante destacar que existe, el Modelo de Información, donde se definen los elementos de la metadata, esto es esencialmente el diccionario de los tags de la metadata que define el uso previsto de cada elemento, este modelo es lo mismo que la 39