INFORME FINAL PROYECTO FONDECYT REGULAR

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1 4 GOBIERNO DE CHILE CQf'ECVT FONDECYT <* DOBIERNO DE CHILE CONICyT FO14DECVT INFORME FINAL PROYECTO FONDECYT REGULAR años NÚMERO PROYECTO DURACIÓN Miguel Nussbaum Voehi INVESTIGADOR RESPONSABLE Vicuña RUT Mackena DIRECCION FONO mn@ing.puc.cl Informe Final (en formulario) CONTENIDO (MARQUE EL CASILLERO QUE CORRESPONDA) FUE ENVIADO NO HAY ADJUNTO (FECHA) X 14/ 3 /05 Publicaciones X 14/ 3 /05 Resumen de Tesis de Grado X 14/ 3 /05 3 /04 SERA ENVIADO (FECHA) Información acerca de inventos y patentes Otros (especificar) Informe Incentivo Coop. Internacional (Si corresponde) Firma Col nvestlgadores 8/ Firma Investigador Responsable?5 Fecha: 14/03/05_

2 CONTENIDO DEL INFORME FINAL 1. CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS PLANTEADOS EN EL PROYECTO. Objetivos Cumplido? Si Parcial No Fundamentar el cumplimiento parcial o incumplimiento 1. Especificación de los X Se Estudiaron mecanismos de mediación en Mecanismos de Mediación distintos ámbitos: que haciendo uso de MCSCL 1. En la Tesis de Magíster de Irene Macarena favorezcan Chávez Peña se diseño una actividad grupa! i. La Responsabilidad que permite medir elementos de colaboración. Individual y el Soporte El objetivo, que se encuadra dentro de la Tesis Mutuo. Doctoral de Camila Cortés, es como mediar u. Estudio de las aplicaciones con el apoyo tecnológico el trabajo existentes interviniendo en colaborativo para enseñar colaboración. La aquellos aspectos a mejorar tesis de Magíster diseño un sistema iii. Incorporación de los colaborativo para tal objetivo, que junto a conceptos de la bibliografia ayudantes de investigación se implemento. Se que sean posibles de mediar realizó una prueba experimental, y se hizo un con la red tecnológica. estudio de usabilidad de la aplicación. iv. Estudiar otras posibilidades 2. El alumno Rubén Mitnik desarrollo el de intervención colaborativa concepto de mediación colaborativa asistida MCSCL, que no sean roboticamente para la enseñaza. El concepto es Argumentativa y de utilizar un robot como cuarto participantes Constructiva, que cumpla en un grupo colaborativo de tres estudiantes. los objetivos planteados Se diseño una aplicación para la enseñanza de los vectores. Dada la calidad del trabajo realizado, y el logro de obtener una publicación lsi, "Mobile Robotic Supported Collaborative Learning (MRSCL', invite al alumno a pasar del Magíster, donde se encontraba, al Doctorado desde el , que acepto. Si no fuera por esto, se hubieran graduado dos alumnos de Magíster adicionales. 3. Para estudiar La Responsabilidad Individual y el Soporte Mutuo, se implementaron, las dos aplicaciones anteriores. Adicionalmente, se estudió detenidamente realizando reconfiguración de grupos en una aplicación existente. En esta se determinaron los factores relevantes para lograr los objetivos, cornos se informa en el paper "Dynamic Grouping in Collaborative Learning Supported by Wireless Handhelds". Finalmente se apoyo en la Tesis Doctoral de Roberto Aldunate, que también colaboro en su etapa final en los estudios de mecanismos para este fin

3 2 Estudiar distintas formas de u Se especificaron y diseñaron actividades en la aprendizaje colahorativo entre las Tesis de Magíster de Macarena Chavez y Ruhen cuales al menos se encuentran los Mitnik. Adicionalmente, la 'Fesista de Magíster modelos: de Francisca Caponi que debiera haber a. Argumentativo terminado el segundo semestre de 2005, pero h. Constructivo que se cambio al programa de Doctorado, con lo que hubiera habido una tercera tesis de Magister adicional, junto a la alumna de Doctorado Maria Ester Lagos, trabajaron en el diseño de actividades que involucran grupos grandes, y grupos chicos que luego se transforman en grupos grandes. Los primeros resultados se informaron en 'Teacher Training with face to face Computer Supported Collaborative Learning" en la conferencia Society for Information Technology and Teacher Education Por otro lado el Tesista Daniel Cohen junto al Tesista Guido Monacci estudiaron como trabajar simulaciones co laborati vam ente en un curso completo. Finalmente, Maria Ester Lagos en su trabajo de Doctordo estudio distintos modelos de trabajo colaborativo para todo un curso, que se encuentra publicado en "A Mediation Model for Large Group Collaborative Teaching"

4 implementación - Tal como se menciono anteriormente se 1. Desarrollo de los Definieron, Desarrollaron e implementaron mecanismos de mediación varias aplicaciones. definidos. 1. Actividad grupa que permite medir II. Aplicación de los elementos de colaboración. mecanismos de Mediación II. Mediación colaborativa asistida al dominio de la enseñanza roboticamente para la enseñaza. escolar chilena. III. Reconliguración de grupos en una III. Definición de las aplicación existente, necesidades de IV. Actividades que involucran grupos comunicación tanto en la grandes, y grupos chicos que luego se red social como transforman en grupos grandes. tecnológica. V. Simulaciones colaborativas. W. Definición de la De gran apoyo fue para el trabajo experimental arquitectura de Software la Tesis de Francisco Gregorio, "Diseño e V. Definición de las interfaz implementación de un ambiente para apoyar el con el Usuario y estudio estudio y análisis del uso de aplicaciones de Usabilidad móviles en la sal de clase", que permite VI. lmpkmentación sobre la monitorear el trabajo colaborativo. arquitectura desarrollada. Por otro lado en su trabajo de Doctorado Maria Ester Lagos desarrollo una estructura de Software flexible para el sistema que se informo en "A Mediation Model for Large (iroup Collahorative Teaching", arquitectura que se describe en "Interaction Based Design for Mobile Collaborative Learning Software". Este trabajo se complementa con el trabajo de Doctorado de M.F. Caponni que se describe en el paper "Task Analysis and the design of face to face computer supported collaborative learning activities".

5 4 Desarrollo Experimental X Tal como se menciono anteriormente se hizo 1. Definición de las muestras análisis de Usabilidad a la Actividad de 11. Validación en la Sala de Macarena Chavez y de Ruhen Mitnik. Clase iii. Análisis estadístico Por otro lado, la tesis de Ricardo Valdivia tiene como uno de sus objetivos la evaluación en la sala de clase de la tecnología desarrollada. En el paper Face-to-Face Collaborative Learning in Computer Science Classes" se demuestra cuantitativamente los logros de la tecnología y cualitativamente los logros y desafios. La tesis de Sebastián Echeverria tuvo como objetivo evaluar la eficiencia de distintas arquitecturas de SW que soportan el trabajo MCSCL, base de este proyecto. Los resultados son expuestos en el paper "Comparative Analysis of Ad-l-loc Networks Oriented to Collahorative Activities". El trabajo de Doctorado de Francisca Caponni tiene como objetivo utilizar el análisis en base de tareas para el diseño y evaluación de sistemas MCSCL. Los resultados concernientes a este proyecto se encuentran en el manuscrito Interaction Based Design for Mohile Col laborative Leaming Software" Finalmente en el trabajo de Doctorado de Camila Cortez se hizo un estudio de Usahilidad de un sistema multi-modal, que se informa en "Task Analysis and the design of face to face computer supported collahorative learning activities" Otro(s) aspecto(s) que Ud. considere importante(s) en la evaluación del cumplimiento de los objetivos planteados en la propuesta original o en las modificaciones autorizadas por el Consejo.

6 II. RESULTADOS OBTENIDOS Describa brevemente los resultados obtenidos en el proyecto en un máximo de cinco páginas, tamaño carta, espacio seguido. Para cada uno de los objetivos específicos, describa o resuma los resultados. Relacione las publicaciones y/o manuscritos enviados a publicación con los objetivos específicos. Incluya en anexos, la información de apoyo que estime pertinente y necesaria para la evaluación. Los principales resultados del proyecto están descritos en la justificación de los objetivos y en los Productos Generados por el Proyecto. Estos se pueden resumir como sigue. 1. Se logro estudiar como los tamaños de grupo influyen en el trabajo colaborativo a través de la asistencia tecnológica sobre una actividad colaborativa mediada por la red inalámbrica de asistentes personales. El aporte se encuentra en el concepto de utilizar una herramienta colaborativa para comprender que configuración de grupo es la más adecuada para un trabajo dado. 2. Se ha introducido la robótica como elemento mediador en un grupo de trabajo colaborativo. El porte esta en que el robot se usa como elemento mediador y no como objetivo de programación. como es usualmente. 3. Se ha trabajado en como mediar el trabajo colahorativo para enseñar colaboración. El aporte se encuentra en implementar colahorativamente un modelo de aprendizaje colahorativo. 4. Se logró implementar simulaciones colaborativas estudiando el fenómeno en la física, específicamente en la óptica. 5. Se desarrollo un modelo de colaharoración en grupos grandes. Este modelo se definió en base a análisis de tareas, desarrollándose una arquitectura flexible. 6. Se hicieron estudios de Usabilidad a todos los sistemas desarrollados. 7. Se graduaron 4 tesistas de Ingeniería, 2 alumnos de magíster, tres alumnos antes de terminar su magíster se cambiaron al Doctorado, participando en total seis alumnos de Doctorado en el proyecto. 8. Se publicaron 4 papers ]SI, y hay 4 manuscritos terminados, o por terminarse, a ser enviados a publicaciones lsl 6

7 III. PRODUCTOS GENERADOS POR EL PROYECTO En esta sección debe incluir todo documento o material cuyo contenido corresponda substancialmente a los objetivos del proyecto que se informa y en los que se explicite el N del proyecto FONDECYT. Aténgase a los formatos que se incluyen para cada tipo de producto generado. Sólo adjunte copia de los documentos no enviados previamente a FONDECYT. Si Ud. tiene un proyecto de Incentivo a la Cooperación Internacional, destaque con (*) las publicaciones generadas como producto del mismo a continuación de las que corresponden al ReQular 1 Artículos en revistas científicas nacionales o extranjeras con Comité Editorial. Título del Articulo Mobile Robotic Supported Collaborative Learning (MRSCL). Mitnik, R.; Nussbaum, M. Soto, A. Nombre Completo de la Lecture Notes in Artificial Intelligence, Springer-Verlag, Ref. bibliográfica Año: 2004 Vol. N 3315 Pág Estado de la publicación a la fecha.* Otras fuentes de financiamiento, si las hay XPublicada/En 1 Aceptada Enviada En preparación Prensa Título del Artículo Nombre Completo de la Dynamic Grouping in Collaborative Learning Supported by Wireless Handhelds Gustavo Zurita, Rodrigo Salinas & Miguel Nussbaum Educational Technolo & Society Ref. bibliográfica Estado de la publicación a la fecha.* Otras fuentes de financiamiento, si las hay Año: 2006 Vol.8_ N O 3 Pág _ XPublicada/En Aceptada Enviada En preparación Prensa Título del Artículo Nombre Completo de la A Mediation Model for Large Group Collaborative Teaching María Ester Lagos, Miguel Nussbaum, Francisca Caponni Lecture Notes in Computer Science (LNCS) Ref. bibliográfica Año: 2005 Vol. N 3706 Pág Estado de la publicación a la fecha.* Otras fuentes de financiamiento, si las hay X Publicada/En Aceptada Enviada En preparación Prensa

8 Título del Artículo Nombre Completo de la Comparative Analysis of Ad-Hoc Networks Oriented to Collaborative Activities Sebastian Echeveria, Raul Santelices, and Miguel Nussbaum Lecture Notes in Computer Science Ref. bibliográfica Año: 2006 Vol. N 3894 Pág Estado de la publicación a la fecha.* Otras fuentes de financiamiento, si las hay X Publicada/En Cl Aceptada O Enviada O En preparación Prensa Título del Artículo Nombre Completo de la Revista. Face-to-Face Collaborative Learning in Computer Science Classes Ricardo Valdivia, Miguel Nussbaum Ref. bibliográfica Año: NO Pág. Estado de la publicación a la fecha.* Otras fuentes de fi nanciamiento, si las hay O Publicada/En O Aceptada X Enviada Por enviarse Prensa Título del Artículo Interaction Based Design Software for Mobile Collaborative Learning Nombre Completo de la Revista. María Ester Lagos, Rosa Alarcón, Miguel Nussbaum, Francisca Capponi Ref. bibliográfica Año: NO Pág. Estado de la publicación a O Publicada/En Cl Aceptada X Enviada En preparación la fecha.* Prensa Otras fuentes de financiamiento, si las hay

9 Título del Artículo Task Analysis and the deslgn of face to face computer supported coflaborative learnung activities M.F. Capponi, M. Nussbaum, M.E. Lagos Nombre Completo de la Revista. Ref. bibliográfica Año: N Pág. XEstado de la publicación 1 Publicada/En Aceptada 1 1 Enviada X En a la fecha.* Prensa preparación Otras fuentes de financiamiento, si las hay Título del Artículo Nombre Completo de la Revista. Usabllity Study of a Face-to-Face Environment Supported by Wirelessiy Connected Handheld Devices for Fostering Collaboration Camila Cortez, Miguel Nussbaum Ref. bibliográfica Año: NO Pág. Estado de la publicación a 1, Publicada/En Aceptada Enviada X En la fecha.* Prensa preparación Otras fuentes de financiamiento, si las hay Marque con una '.X" lo que corresponda. Para trabajos En Prensa/Aceptados/Enviados adjunte copia de carta de aceptación o de envío. 2. Otras publicaciones/ productos. 3. Presentaciones a Congresos Nacionales e Internacionales. Adjunte copia del resumen o texto de la ponencia y de la tapa de/libro de Resúmenes, si no la ha enviado previamente. Título de la Ponencia Teacher Training with face to face Computer Supported Collaborative Learning M.Nussbaum, C. Cortez, X. López, P. Rodríguez, R. Rosas Nombre del Congreso Society for Information Technoloqy and Teacher Education 2005 Lugar Fecha País: EEUU Ciudad: Phoenix Fecha:

10 Título de la Ponencia Nombre del Congreso A Mediation Model for Large Group Collaborative Teaching María Ester Lagos, Miguel Nussbaum, Francisca Capormi CRIWG 2005, 11 International Workshop on Groupware. Lugar Fecha País: Brazil Ciudad: Porto de Galinhas Fecha: September 25-29, 2005 Título de la Ponencia Nombre del Congreso Comparative Analysis of P2P Networks Oriented to Collaborative Activitiesl Sebastián Echeverría, Raúl Santelices, Miguel Nussbaum ARCS'06: Architecture of Computing Systems Lugar Fecha País: Alemania Ciudad: Frankfurt Fecha: Tesis y/o Memorias en ejecución y/o terminadas en el marco del proyecto. Adjunte copia del resumen no informado anteriormente y certificación de aprobación, si corresponde. Título de la Tesis Diseño una actividad grupa que permite medir elementos de colaboración del/de los Alumno(s) Título/Grado alcanzado Irene Macarena Chávez Peña Miguel Nussbaum Magister Institución, Facultad, de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. País: Chile Ciudad: Santiago Fecha de Inicio: Marzo 2004 Fecha de Término: Enero 2005 Título de la Tesis del/de los Alumno(s) Título/Grado alcanzado Institución, Facultad, Diseño e implementación de un ambiente para apoyar el estudio y análisis del uso de aplicaciones móviles en la sal de clase Francisco Ricardo Gregorio Maman Miguel Nussbaum Tesis de Ingeniero Universidad de Tarapacá, Facultad de Ingeniería, de Computación e Informática. País: Chile Ciudad: Santiago Fecha de Inicio: Marzo 2004 Fecha de Término: Noviembre

11 Título de la Tesis Mobile Ad-Hoc Networks for extreme interaction conditions among mobile colocated users. del/de los Alumno(s) Título/Grado alcanzado Roberto Aldunate Miguel Nussbaum Doctor Institución, Facultad, de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Fecha de Inicio: Marzo 2000 Fecha de Término: Julio 2004 Título de la Tesis del/ de los Alumno(s) COMPARATIVE ANALYSIS OF AD-HOC NETWORKS ORIENTED TO COLLABORATIVE ACTIVIT les SEBASTIAN JOSE ECHEVERRIA GALVEZ Título/ Grado Magíster en Ciencias de la Ingeniría alcanzado Institución, Facultad, de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Fecha de Inicio: Marzo 2005 Fecha de Término: Diciembre 2005 Título de la Tesis del/ de los Alumno(s) DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA SIMULACIÓN DISTRIBUIDA DE ÓPTICA GEOMÉTRICA Daniel Cohen Título/ Grado Tesis de Ingeniero alcanzado Institución, Facultad, de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Fecha de Inicio: Julio 2005 Fecha de Término: Enero 2006

12 título d! esis ANÁLISIS, DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN FRAMEWORK PARA EL DESARROLLO DE ACTIVIDADES EDUCACIONALES ASISTIDAS POR ROBOTICA EN UN AMBIENTE MOVIL COLABORATIVO Nombre yapellidos Matías Recabarren de / de los Alumno(s) Tesis de Ingeniero Título/ Grado alcanzado de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Institución, Facultad, Fecha de Inicio: Junio 2005 Fecha de Término: Diciembre 2005 PRISMA EN SINIULADOR DISTRIBUIDO 1 ítulo de la Tesis Guido Monacc losalumno Título/ Grado Tesis de Ingeniero alcanzado de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Institución, Facultad, Fecha de Inicio: Julio 2005 Fecha de Termino Marzo 2006 Título de la Tesis RMCSCL: Robotic Mobile SuppOrted Computer Supported CollaboratiVe Learning Ruben Mitnik del/de los Alumno(s) Miguel Nussbaum Título/Grado alcanzado Doctor de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Institución, Facultad, Fecha de Inicio: 3ulio 2004 Fecha de Término: Fines 2006 ffi

13 Título de la Tesis del/de los Alumno(s) Título/Grado alcanzado LCC: Learning to Collaborate Co!!aborating. A mobile collaborative activity for learning basics about collaboration and teamwork. Camila Cortez Miguel Nussbaum Doctor Institución, Facultad, de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Fecha de Inicio: Marzo 2003 Fecha de Término: Fines 2006 Título de la Tesis del/de los Alumno(s) Título/Grado alcanzado Tecnología Colaborativa en la enseñanza de la Ingeniería Ricardo Valdivia Miguel Nussbaum Doctor Institución, Facultad, de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Fecha de Inicio: Marzo 2004 Fecha de Término: Comienzos 2007 Título de la Tesis del/de los Alumno(s) Título/Grado alcanzado Arquitectura de Software Reusable para MCSCL Maria Ester Lagos Miguel Nussbaum Doctor Institución, Facultad, de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Fecha de Inicio: Marzo 2003 Fecha de Término: Comienzos 2007 Título de la Tesis del/de los Alumno(s) Título/Grado alcanzado Analisis de Tareas para el Disegno y Evaluación de Sistemas MCSCL Franisca Capponi Miguel Nussbaum Doctor Institución, Facultad, de Ciencia de la Computación, Escuela de Ingeniería, P. Fecha de Inicio: Julio 2004 Fecha de Término: Fines

14 IV. OTROS LOGROS DEL PROYECTO. Describa, si las hay, actividades tales como: 1. Estadías de investigación 2. Formación de recursos humanos exceptuando lo reportado en el ítem Cualquier otro logro no contemplado en los ítem anteriores y que Ud. quiera destacar Camila Cortez, alumna de Doctorado que trabajo directamente en el proyecto, estuvo tres semanas en el Stanford Research Institute (SRI), en California en Julio 2005, con los gastos pagados por SRI. Esta invitación fue consecuencia directa del proyecto de colaboración internacional del año 2004 con Jeremy Roschelle de SRI. 14

15 V. RESUMEN (NO DEBE EXCEDER ESTE ESPACIO EN LETRA ARIAL 10) Describa en forma precisa y breve el tópico general del proyecto, sus metas y objetivos y los resultados alcanzados. Utilice un lenguaje apropiado para la comprensión del público no especialista en el tema. Esta información podrá ser difundida. Los asistentes personales (PDA5), están alcanzando progresivamente más campos de acción, abordando de manera vertiginosa el ámbito de la educación. Al adicionar la componente de movilidad, alcanzable con PDAs utilizando redes inalámbricas corno ser WiFÍ (IEEE lb), al Aprendizaje Colaborativo Asistido por Computador (CSCL) se da origen al Aprendizaje Colaborativo Asistido por Computador con Dispositivos Móviles (MCSCL). Distintas aplicaciones han sido desarrolladas por el investigador principal de esta proposición como producto del FONDECYT y FONDEF D Estas pueden ser clasificadas por el tipo de aprendizaje colaborativo que promueven, distinguiéndose tres clases: Intercambio, Construcción y Coordinación. Este tipo de intervenciones MCSCL satisfacen un gran porcentaje de la necesidades de un trabajo colaborativo. Sin embargo garantizar un espacio de negociación equilibrado donde hay igualdad en el quehacer de los miembros de un grupo, no se ha logrado garantizar a través de la mediación tecnológica por no resolver aún problemas de Responsabilidad Individual y Soporte Mutuo. Por otro lado, solo se ha estudiado intervenciones MCSCL en grupos pequeños siendo importante el poder hacerlo en grupos grandes que involucren hasta todo un curso. El objetivo de este proyecto fue definir e implementar mecanismos de mediación computacional que haciendo uso de la movilidad, que proporcionan los PDAs con redes inalámbricas, permitan el aprendizaje colaborativo, favoreciendo tanto la Responsabilidad Individual como el Soporte Mutuo. Los mecanismos de aprendizaje colabortivo fueron estudiados tanto en grupos pequeños (3 personas) como para grupos grandes, hasta un curso completo. Los resultados logrados en este proyecto son los siguientes: Se logro estudiar como los tamaños de grupo influyen en el trabajo colaborativo a través de la asistencia tecnológica sobre una actividad colaborativa mediada por la red inalámbrica de asistentes personales. El aporte se encuentra en el concepto de utilizar una herramienta colaborativa para comprender que configuración de grupo es la más adecuada para un trabajo dado. Se ha introducido la robótica como elemento mediador en un grupo de trabajo colaborativo. El aporte esta en que el robot se usa como elemento mediador y no como objetivo de programación, como es usualmente. Se ha trabajado en como mediar el trabajo colaborativo para enseñar colaboración. El aporte se encuentra en implementar colaborativamente un modelo de aprendizaje colaborativo. Se logró implementar simulaciones colaborativas estudiando el fenómeno en la física, específicamente en la óptica. Se desarrollo un modelo de colabaroración en grupos grandes. Este modelo se definió en base a análisis de tareas, desarrollándose una arquitectura flexible. Se hicieron estudios de Usabilidad a todos los sistemas desarrollados. Se graduaron 4 tesistas de Ingeniería, 2 alumnos de magíster, tres alumnos antes de terminar su magister se cambiaron al Doctorado, participando en total seis alumnos de Doctorado en el proyecto. Se publicaron 4 papers SI, y hay 4 manuscritos para ser enviados a publicaciones Si 15

16 VI.- INFORME DE PROYECTO DE INCENTIVO A LA COOPERACION INTERNACIONAL (adjuntar al informe final del proyecto FONDECYT Regular asociado) NUMERO DE PROYECTO DE INCENTIVO A LA COOPERACION INTERNACIONAL NUMERO DE PROYECTO FONDECYT REGULAR ASOCIADO INVESTIGADOR RESPONSABLE FIRMA FECHA PRESENTACION PERIODO QUE SE INFORMA DESDE HASTA NOMBRE COLABORADOR INSTITUCION DE ORIGEN FECHAS DE ESTADIA DESDE HASTA Breve resumen de actividades realizadas y resultados obtenidos, destacando de que manera Contribuyen al logro de los objetivos del proyecto regular asociado. Indique si es pertinente, las publicaciones conjuntas generadas con la contraparte internacional, haciendo referencia a lo informado en el punto iii del informe de avance/ final. (Agregue los anexos que estime pertinentes).