Experiencia en la Construcción del Objeto de Aprendizaje Modelo de Objetos del Estándar de Persistencia ODMG 3.0

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1 Experiencia en la Construcción del Objeto de Aprendizaje Modelo de Objetos del Estándar de Persistencia ODMG 3.0 Yosly Caridad Hernández Bieliukas 1, Antonio Silva Sprock 2 1 Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ciencias, Coordinación de Extensión, Unidad de Educación a Distancia Av. Los Ilustres, Los Chaguaramos, Caracas, 1043, Venezuela 2 Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ciencias, Escuela de Computación Av. Los Ilustres, Los Chaguaramos, Caracas, 1043, Venezuela Abstract. El presente trabajo pretende describir en forma detallada como se realizó el proceso de diseño y construcción de un Objeto de Aprendizaje (OA) sobre el Modelo de Objetos del Estándar ODMG 3.0 para ser empleado como apoyo en la asignatura dictada en modalidad mixta (sesiones presenciales y a distancia) Sistemas de Bases de Datos Orientadas a Objetos de la Licenciatura en Computación de la Universidad Central de Venezuela (UCV), el cual podrá ser reutilizado en cualquier otro contexto educativo vinculado a la temática. Para ello se utilizó la metodología de construcción de OA ISD-Melo además de diferentes herramientas de software: Macromedia Flash 8 para elaborar las animaciones, Macromedia Fireworks MX para crear y editar las imágenes del OA, además de EXE Learning [1], para crear las páginas Web y generar el paquete SCORM correspondiente, aunado a ello para la construcción de la metada el editor LomPad [2]. Keywords: Objetos de Aprendizaje, ISD-Melo, Bases de Datos Orientadas a Objetos, Estándar ODMG Introducción 1.1 Contexto del Problema Sistemas de Bases de Datos Orientadas a Objetos es una asignatura electiva de la opción profesional de Bases de Datos de la Licenciatura en Computación de la Facultad de Ciencias de la UCV, la cual se dicta en modalidad mixta (sesiones a distancia y presencial), tiene como propósito describir, conocer, diseñar e implementar Bases de Datos Orientadas a Objetos (BDOO), además de describir y

2 conocer las características de los Sistemas Manejadores de BDOO (SMBDOO). Esta asignatura aborda el estudio de una nueva tendencia o enfoque en el área de Bases de Datos donde los tópicos no son frecuentemente tratados y/o manejados a lo largo de la licenciatura, lo que origina en los estudiantes algunas dudas y confusión en los contenidos tratados, por lo que dentro de este contexto se ha incorporado el uso de las TICs, para así crear un ambiente virtual de enseñanza y aprendizaje en la plataforma de administración y dictado de cursos en línea Moodle [3], como apoyo a las clases presenciales. En este ambiente virtual se cuenta con materiales instruccionales y actividades que fomentan la participación de los estudiantes y asimilación de los contenidos complejos que son abordados. Uno de los tópicos que se tratan es el uso de estándares de persistencia en los SMBDOO, sobre lo cual para tratar uno de ellos ODMG 3.0 se propuso la creación de un OA como sustento en el desarrollo de la temática, el cual tiene como objetivo describir y ejemplificar de manera sencilla uno de los componentes fundamentales del Estándar de Persistencia ODMG 3.0 [4] el Modelo de Objetos, lo que le permitirá al aprendiz adquirir los conocimientos básicos para construir el modelo de datos de una BDOO, a través de la realización de ejercicios interactivos. 1.2 Objetos de Aprendizaje como un nuevo paradigma de diseño de recursos educativos digitales Los OA son considerados como un nuevo paradigma de diseño de materiales educativos digitales que puedan ser actualizados, reutilizados y mantenidos a lo largo del tiempo, basados en el concepto de Orientación a Objetos de Ingeniería de Software de Ciencias de la Computación. Es necesario destacar que no existe una definición única de los Objetos de Aprendizaje, en torno a ellos hay muchos elementos de discusión. Dentro de las definiciones más importantes se puede citar en [5] [6] que plantean que los objetos de aprendizaje son los elementos de un nuevo tipo de instrucción basada en el computador y fundamenta en el paradigma computacional de orientación a objeto, que pueden ser utilizados varias veces en contextos de estudio diferentes. Por otro lado [7] sostiene que es una unidad independiente y auto contenida de aprendizaje que está predispuesta a ser reutilizada en múltiples contextos de aprendizaje. Independientemente de la definición de OA este nuevo paradigma hace énfasis en la reutilización en los diversos contextos educativos y el uso de la información auto descriptiva expresada como los metadatos, así como también, que son elementos digitales flexibles, interoperables, perdurables independientes y autocontenidos. Su importancia radica en son desarrollados con el propósito de ser utilizados, reusados y referenciados dentro el proceso de enseñanza y aprendizaje, con el objetivo de generar, propiciar el aprendizaje, además de generar destrezas en los aprendices, en función de sus necesidades. A continuación se describe la experiencia en el diseño y construcción del OA que podrá ser reutilizado tanto el objeto como sus componentes de manera independiente en los diversos escenarios de instrucción acordes, debido a que para garantizar su interoperabilidad, portabilidad y accesibilidad fue desarrollado bajo estándares,

3 aunado a ello se tomaron en cuenta los aspectos pedagógicos y de interacción humano computador, además de otros elementos tecnológicos relevantes necesarios para que el OA sea un objeto integral y de calidad. 2.- Metodología Utilizada: ISD-MeLO (Instructional Systems Development Methodology based on E-Learning Objects) Existen diferentes metodologías de construcción de OA, las cuales presentan aspectos en común y algunas diferencias significativas, por ello luego de haber revisado y analizado dos de las más conocidas y empeladas: CISCO System [8] e ISD-MeLO[9], se concluyó que para el OA a desarrollar la más apropiada y completa era la última debido al enfoque sistemático que presenta [10], el cual permite diseñar y desarrollar un proceso de instrucción a través de un conjunto de fases y actividades fundamentales, los cuales están basado en principios de las teorías de aprendizaje. Está metodología está constituida por 5 fases, las cuales se pueden apreciar con sus respectivas actividades en la siguiente figura. Figura 1.- Mapa mental sobre las fases y actividades de metodología de construcción de OA ISD-MeLO (Hernández, 2008) Donde en la fase de análisis se producen las siguientes salidas: 1) Forma del análisis del aprendiz, 2) Forma del Análisis del Problema, 3) Existencia de algún OA (Si aplica), 4) Forma del Análisis del Contexto y 5) Metadata; en la fase de diseño: 1) Documento del análisis de las tareas, 2) Documento del Análisis del Contenido, 3) Mapa conceptual donde se indica la secuencia del OA, 4) Metadata y 5) Diseño de la Interfaz del OA; en la fase de desarrollo: 1) el OA digital y 2) El OA almacenado en ambiente de base de datos; en la fase de implementación: 1) Los OAs dentro de un sistema gestor de aprendizaje o en una Página Web, 2) Entrega del plan gestor de la

4 instrucción y 3) Entrega de los OAs a los usuarios; y en la fase de evaluación: 1) Los ajustes del OA para el repositorio, 2) Cambios para especificar los atributos de los OA y 3) Verificación si la instrucción está en función de los objetivos establecidos 3.- Aplicación de la Metodología A continuación se describe cómo fue empleada la metodología y el resultado de la realización de cada una de las actividades correspondientes a las respectivas fases Resultados de la Fase de Análisis Una vez realizada la ejecución de esta fase se obtuvo el perfil del aprendiz, identificando las siguientes características de la audiencia inicial: bachilleres en ciencias, estudiantes de la asignatura Sistemas de Bases de Datos Orientadas a Objetos de la opción profesional de Bases de Datos, con edades comprendidas entre 20 y 24 años, de ambos sexos; determinando también, como una audiencia mucho más amplia, aquellos estudiantes o aprendices de la Carrera de Computación, Sistemas o Informática en universidades o institutos nacionales o internacionales de lengua hispana, en donde cursen asignaturas relacionadas al área de bases de datos orientadas a objetos. En cuanto al análisis del problema se estudió la necesidad de instrucción, la cual corresponde al manejo de los elementos claves del modelo de objetos que propone el estándar ODMG 3.0 para diseñar y crear BDOO siguiendo el mismo, aunado a ello, se analizó el contexto donde será empleado y se estableció que el OA sería publicado en el aula virtual de Sistemas de Bases de Datos Orientados a Objetos, el cual podrá ser empaquetado con el curso completo y ser reutilizado en ediciones siguientes de la asignatura, además de poder ser empleado solamente el OA o alguno de sus componentes. Luego de esto, se obtuvo el diseño instruccional del OA definiendo así la audiencia, los objetivos de aprendizaje, para lo cual se empleó la taxonomía de bloom[11], además del contexto, los contenidos, actividades, estrategias asociadas y la evaluación, todo esto bajo una posición conductista/cognoscitivista debido a que tal como sostiene [12] se realizó un análisis de la situación y de las metas y/o objetivos a lograr, a partir de lo cual las actividades se subdividieron en base a los objetivos de aprendizaje, y finalmente la evaluación se realizó con la finalidad de determinar si se cumplieron las metas establecidas. Por otro lado, para completar la fase de análisis se hizo una búsqueda en la Web de OA disponibles relacionados y de recursos digitales accesibles que se pudieran emplear o ser de utilidad, pero no se consiguió ningún tipo de elemento relacionado a la temática lo que justifica la creación de un nuevo OA para tal fin.

5 3.2- Resultados de la Fase de Diseño Una vez completo y definido el Diseño Instruccional del OA, en esta fase se realizó el análisis de las tareas a cumplir, en función del contenido desarrollado, luego se definió el mapa conceptual (ver figura 2) indicando cómo sería la estructura del recurso, donde además de la presentación, la introducción, auto evaluación y referencias bibliográficas se aprecia que consta de seis partes básicas: a) Estándar de Persistencia ODMG 3.0: donde se describe las metas que persigue el mismo, b) Modelo de Objetos: que incluye la concepción de cómo es, c) Objetos y Literales: donde se definen los conceptos básicos y características de los mismos, d) Propiedades: conceptualización de los elementos claves de los objetos a través de animaciones para luego presentar las actividades interactivas asociadas al tópico para la práctica respectiva, e) Manejo de la Persistencia describe cómo se ejecuta la misma a través de animaciones para luego presentar las actividades interactivas asociadas para la práctica respectiva, y f) Manejo de la Herencia que define cómo es el procedimiento a través de animaciones para la gestión de la herencia y luego presenta las actividades interactivas asociadas para la práctica respectiva. Siendo d, e f componentes independientes que conforman el OA completo, y que pueden ser reutilzados por si solos. Toda esta estructura fue definida con el propósito de fomentar la reutilización del recurso, además de que pueda descomponerse y cada uno de los elementos que lo conforman sean reutilizados de manera independiente. Modelo de Objetos del Estándar ODMG 3.0 Presentación e Introducción Estándar ODMG 3.0 Modelo de Objetos Objetos y Literales Propiedades Manejo de la Persistencia Manejo de la Herencia AutoEvaluación Referencias Figura 2.- Árbol de Estructura del OA del Modelo de Objetos del Estándar ODMG 3.0 (Hernández, 2008)

6 En función de ello, el OA desarrollado se clasifica según la taxonomía de Wiley [5] en Combinado-Abierto porque está compuesto por tres objetos combinados cerrados (Wiley [5]) independientes que pueden ser reutilizados por si solos, en los contextos más acordes a ello, los cuales corresponden a cada uno de los temas fundamentales que conforman el tópico Modelo de Objetos del Estándar ODMG 3.0: Propiedades (ver figura 3), Manejo de la Persistencia (ver figura 4) y Manejo de la Herencia (ver figura 5), por lo que a partir de ellos se creó una unidad de aprendizaje completa sobre el tópico en cuestión (OA Combinado Abierto). Así mismo, según la clasificación pedagógica ASTD & SmartForce [13] es un Objeto de Instrucción de tipo Lección porque principalmente sirven de apoyo al aprendizaje y combinan textos, imágenes, animación, preguntas y ejercicios para crear y propiciar el aprendizaje interactivo. Figura 3.- Interfaz del OA Propiedades del Modelo de Objetos del Estándar ODMG 3.0

7 Figura 4.- Interfaz del OA Manejo de la Persistencia del Modelo de Objetos del Estándar ODMG 3.0 Figura 5.- Interfaz del OA Manejo de la Herencia del Modelo de Objetos del Estándar ODMG 3.0

8 En relación al diseño de interfaz se determinó el uso de colores más apropiado, así como también tipo de letra, animaciones y demás elementos claves que determinan el éxito en la interacción humano computador, permitiéndole al aprendiz un espacio agradable e interactivo para asimilar los contenidos expuestos. En la figura 6 se puede apreciar la interfaz de presentación del OA, en donde se detallan los objetivos, la audiencia y contenidos a desarrollar dentro del mismo, aunado a ello en la figura 7 la interfaz de introducción al OA. Figura 6.- Interfaz de Presentación del OA Figura 7.- Interfaz de introducción al OA

9 3.3.- Resultados de la Fase de Desarrollo En esta fase se realizó el desarrollo y la construcción del OA propiamente dicho para lo cual luego de un análisis se seleccionaron las Herramientas Tecnológicas más apropiadas para tal fin. A continuación se describen: - Macromedia Flash 8 herramienta de software propietario para realizar las presentaciones del contenido, animaciones y actividades interactivas del OA debido a que provee un entorno de trabajo muy visual, amigable y sencillo, además de que es fácil de utilizar, provee herramientas de ayuda y existen diversidad de tutoriales disponibles en Web bastantes completos. - Macromedia Fireworks MX herramienta de software propietario para crear y editar todas las imágenes utilizadas en el OA. - Exe Learning herramienta de autor software libre para la creación del contenido Web, desarrollada por la Auckland University, The Auckland University of Technology y el Tairawhiti Polytechnic [2], el cual que se empleó para obtener el OA de tipo combinado-abierto. Aunado a ello como permite generar paquetes de contenido bajo diversos estándares asociados a los OA, en este caso para que el OA sea interoperable, manejable y compatible con diversas plataformas gestoras de aprendizaje se generó el paquete bajo el estándar Sharable Content Object Reference Model (SCORM) [14]. Adicionalmente, provee un etiquetado sencillo que está constituido por ciertos campos, el cual no se empleó. - LomPad herramienta de software libre diseñado por el LICEF Research Centre de Canada [1] diseñada para editar de manera sencilla la metadata del OA bajo el estándar Learnig Object Metadata (LOM) de la IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) [15]. Es importante destacar que una de las salidas de las fases de análisis, diseño y desarrollo es Mantener la Metadata lo que permite reflejar que desde que se comienza la construcción del OA y éste va evolucionando se empieza con la creación de la metadata siguiendo el estándar para ello. Es importante destacar que para garantizar la interoperabilidad del OA fue desarrollado bajo los estándares para OA, SCORM y LOM, generando así el SCO con su respectiva metadata, el cual podrá ser desplegado en las diversas plataformas gestoras de aprendizaje apropiadas para ello Resultados de la Fase de Implementación En esta fase se incluyó el OA dentro del aula virtual de Sistemas de Bases de Datos Orientadas a Objetos, para ser utilizado y evaluado en la clase teórica asociada al tópico en cuestión como actividad de apoyo y práctica. Adicionalmente será evaluado formativamente y en cuanto a la interacción humano-computador por expertos en el área, para realizar las nuevas versiones del OA pertinentes en base a las sugerencias y aportes respectivos. En la figura 8 se puede apreciar como es

10 desplegada la estructura del OA dentro del aula virtual, lo cual representa la forma en que la Plataforma Moodle exhibe el Sco. Figura 8.- Interfaz de la estructura del OA en el aula virtual sobre la Plataforma Moodle Para finalizar, es importante señalar que el OA será público porque estará incluido en el repositorio de AMBAR [16], el cual es abierto, lo que garantiza que cualquier persona pueda examinarlo y emplearlo Resultados de la Fase de Evaluación El OA fue inicialmente presentado y discutido en la clase teórica, donde fue aceptado de forma muy positiva por los estudiantes. El OA fue colocado en el aula virtual y visitado durante el lapso que correspondía al tema del Estándar ODMG 3.0. Este OA es una primera versión prototipo y se está trabajando en nuevas versiones donde se implementen los resultados de las nuevas evaluaciones a la que está siendo sometido tanto por parte de profesores expertos en el tema, así como también por los usuarios. Aunado a ello se le aplico el instrumento LORI [17] para la evaluación del OA, el cual está dividido 9 categorías, donde la escala es del 1 al 5, por lo que a continuación se describe la puntuación obtenida en cada una de ellas; 1) Calidad de contenidos: 4 puntos, 2) Adecuación de los Objetivos de Aprendizaje: 5 puntos, 3)

11 Retroalimentación y adaptabilidad: 4 puntos, 4) Motivación: 3 puntos, 5) Diseño y presentación: 5 puntos, 6) Usabilidad: 4 puntos, 7) Accesibilidad: 3 puntos, 8) Reusabilidad: 5 puntos y 9) Cumplimiento de estándares: 5 puntos; lo que hace un total igual a 38 de 45 puntos. Por otro lado, también se le aplico el formato de evaluación de OA [18], el cual está constituido por tres aspectos fundamentales, en donde los resultados obtenidos de la evaluación son: Pertinencia de los Contenidos 42 de 42 puntos, (puntaje mínimo para considerar el OA aceptable es 25 puntos), Diseño Estético 23 de 27 puntos (puntaje mínimo para considerar el OA aceptable es 16 puntos); y Diseño Instruccional 19 de 21 puntos, (puntaje mínimo para considerar el OA aceptable es 13). El puntaje total obtenido fue de 84 puntos, lo que significa que según el rango establecido, la Calidad es Muy Buena. 4.- Conclusiones Los OA son elementos o herramientas importantes y poderosas que se pueden emplear como facilitadores y sustento dentro del proceso de enseñanza y aprendizaje los cuales deben ser desarrollados siguiendo el uso de estándares actuales para poder garantizar la reusabilidad, interoperabilidad y accesibilidad entre las plataformas o sistemas gestores de aprendizaje, aunado a ello en su construcción es importante tomar en cuenta los aspectos pedagógicos, tecnológicos y de interacción humano computador para asegurar que el OA sea integral y dispuesto a la reutilización del mismo o de sus componentes independientes, en diversos contextos. Como resultado de esta experiencia se obtuvo un OA Combinado-Abierto el cual está constituido por 3 objetos independientes de tipo Combinado-Cerrado que refieren a elementos esenciales dentro del Modelo de Objetos del Estándar ODMG 3.0; este recurso puede ser reutilizado completo o cada uno de sus componentes independientes, en los diversos contextos acordes para ello, destacando que la reutilización es el aspecto fundamental de un OA. En cuanto a la metodología resultó muy sencilla y adecuada por el marco de trabajo que ofrece para la construcción del OA definido en fases y las respectivas actividades asociadas. Aunado a ello, tiene como ventaja poder combinar de forma ecléctica Teorías de Aprendizaje diferentes para la construcción del OA y el logro de los objetivos de aprendizaje. Por lo que fue posible combinar el principio de reforzamiento (conductista) y la organización de la información (cognitiva) en la construcción del OA. Para finalizar, es importante señalar que esta es la primera versión del recurso, el cual será evaluado por otros expertos y/o usuarios, para en función de los aportes y observaciones realizar nuevas versiones del mismo, todo con el objetivo de lograr los mejores resultados con el uso de la unidad de aprendizaje dentro del proceso de enseñanza y aprendizaje.

12 4.- Referencias Bibliográficas 1. Auckland University, The Auckland University of Technology y el Tairawhiti Polytechnic. Disponible en : 2. LICEF Research Centre. LOMPAD version 1.0. Disponible en 3. Moodle. Disponible en 4. ODMG 3.0. Disponible en: 5. Wiley, D. A. (2000). Connecting learning objects to instructional design theory: A definition, a metaphor, and a taxonomy. In D. A. Wiley (Ed.), The Instructional Use of Learning Objects: Online Version. Disponible en: 6. Pernalete, D., López, M. (2006). Creación de un Objeto de Aprendizaje centrado en las necesidades del aprendiz. III Simposio Pluridisiplinar Sobre Objetos y Diseños de Aprendizaje Apoyados en la Tecnología (SPDECE). Disponible en 7. Polsani, P. R. (2003). Use and Abuse of Reusable Learning Objects. Journal of Digital information, 3(4). Disponible en: 8. Cisco System. (2001) Reusable Learning Object Strategy v4.0. Disponible en ns.pdf 9. Baruque, L. y Melo, R. Learning Theory and Instructional Design Using Learning Object. J. Educational Multimedia and Hypermedia, 13 (4), (2004). 10. Miguel, V., López M., Ramos, L.,Villarroel, O., Montaño, N., Hernández, Y. (2007) Experiencia en la Construcción de un Objeto de Aprendizaje sobre el Ciclo de Krebs para favorecer el proceso de Enseñanza Aprendizaje en Bioquímica. IV Simposio Pluridisiplinar Sobre Objetos y Diseños de Aprendizaje Apoyados en la Tecnología (SPDECE). Disponible en Fowler, B. (2002). La Taxonomía de Bloom y el pensamiento Crítico. Fundación Gabriel Piedrahita U. Disponible en: Mergel, B. (1998). Instructional Design & Learning Theory. University of Saskatchewan. Canada. Disponible en : omparing%20the%20development%20of%20le 13. ASTD & SmartForce (2002). A Field Guide to Learning Object. Disponible en: Advanced Distributed Learning. SCORM Disponible en: IEEE (2005) Learning Technology Standards Commitee: Learning Object Metadata. Disponible en IEEE Lopez, M. G., Miguel, V. & Montaño N. (2005). Sistema Generador de AMBientes de Enseñanza-ApRendizaje Constructivistas basados en Objetos

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