REPOSITORIO DE OBJETOS DE APRENDIZAJE MULTIMEDIALES BASADO EN EL ESTÁNDAR SCORM 2004.

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1 REPOSITORIO DE OBJETOS DE APRENDIZAJE MULTIMEDIALES BASADO EN EL ESTÁNDAR SCORM ÁLVAREZ GONZÁLEZ, LUIS; ESPINOZA PINTO, DANIELA; DUARTE OJEDA, MAURICIO Universidad Austral de Chile. General Lagos 2086, Campus Miraflores, Valdivia - Chile. lalvarez@uach.cl, Chile. despinoza@inf.uach.cl, Chile. mduarte@inf.uach.cl, Chile. RESUMEN En el presente trabajo se describe la construcción de un prototipo de repositorio de objetos de aprendizaje basado en el estándar SCORM Se destaca la importancia de los objetos de aprendizaje, el papel que juegan en un repositorio y el estándar. Se sigue con el estado actual de los repositorios existentes. Se describe las funcionalidades de las bases multimediales y su utilización en la construcción del prototipo. Los requisitos de software y hardware para el usuario final, nombrando y describiendo las funcionalidades del prototipo, es decir: Verificar usuarios, Buscar recursos, Desplegar recursos, y finalmente las conclusiones. Palabras Claves: Objetos de aprendizaje, Repositorio, SCORM INTRODUCCIÓN Objetos de Aprendizaje. La tecnología es un agente de cambio, y las principales innovaciones tecnológicas pueden dar origen a un completo paradigma. Es el caso de Internet en redes de computadores y puede llegar a ser el caso de los Objetos de Aprendizaje o LO (Learning Objects) en el diseño de tecnologías instruccionales, desarrollos en e-learning y como finalmente se lleva a cabo el aprendizaje. Los LO pueden ser considerados como un nuevo tipo de datos en el ámbito del paradigma de orientación a objetos [9], y de igual forma puede marcar un nuevo paradigma instruccional

2 mas allá del soporte computacional. De esta forma los diseñadores instruccionales pueden construir pequeñas piezas instruccionales, las que pueden ser reusadas todas las veces que sea necesario, a diferencia de la manera tradicional que es construir cursos completos. Además los LO son entendidas como entidades digitales en Internet, es decir, estar disponible para cualquier usuario que tenga los permisos de acceso (si es que existen). Además los LO pueden ser actualizados sin necesidad de actualizar el cursos o programa completo. Tabla 1 Relación entre LO en la metáfora del LEGO y objetos en 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 mas piezas básicas. Es necesario 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 de 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 objetos puede ser combinado con otro objeto de la misma clase, Un objeto se puede combinar con objetos de otras clases, sólo si sus métodos lo permiten. Se puede construir un objetos de mayor tamaño a partir objetos mas 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. Todo objeto de aprendizaje está compuesto de dos partes, por un lado el contenido del objeto y por otro lado la etiqueta (también denominada metadata) que describe lo que el objeto de aprendizaje encierra en sí mismo, por ejemplo: palabras claves relativas al contenido, objetivos, nivel, prerrequisitos, evaluación, autor, fecha, lenguaje, versión, etc. La etiqueta de metadata es necesaria porque los objetos de aprendizaje se almacenan en repositorios desde donde se toman al momento de la integración en el curso, estos repositorios no son otra cosa que una base de datos y la localización del objeto apropiado se realizarán en atención a su etiquetado. La metáfora del LEGO, es la más usadas para explicar el uso de los LO, pero su análisis es sólo en función de la reusabilidad. Por otra parte, como forma de solucionar la falta de

3 distintos tipos de piezas y la necesidad de tener un previo entrenamiento básico necesario en un diseño instruccional con objetos de aprendizaje; se hace uso de otra metáfora, la metáfora del átomo, en la cual los átomos de un determinado elemento pueden ser combinados entre sí o con algunos otros, es necesario un entrenamiento previo y se pueden construir estructuras mayores que se hacen llamar cristales de aprendizaje. 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 [2]. Una taxonomía relativa a las característica de los LO se puede ver en [12] y una clasificación desde el punto de vista pedagógico en [5] El Estándar ADL SCORM. La iniciativa 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. Figura 1.- Libros de la versión SCORM [Fuente ADL nace como una forma de unificar iniciativas anteriorres, pero recogiendo las características mas desatacadas de cada una de ellas, es así como: de IMS recoge la

4 descripción de cursos en XML, como 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 llamado SCORM o Modelo de Referencia para Objetos de Contenidos Intercambiables (Shareable Content Object Reference Model). 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, reusabilidad y adaptabilidad. Las especificaciones de SCORM 2004, están organizadas en cuatro libros. En la figura 1 se muestra a grandes rasgos los contenidos de cada uno de los libros y el origen de sus contenidos. Por otra parte SCORM divide, la tecnología e-learning en componentes funcionales. Las principales componentes son: Learning Management System o LMS y Sharable Content Objects o SCOs. SCO se refiere a objetos de aprendizaje reusables y estandarizados. Por otra parte los SCO son una combinación de Asset [10]. La Figura 2 muestra un SCO, escrito en Java Script y compuesto de seis Assets, cada uno de ellos en un formato distinto (html, txt, jpeg, flash, gif y wav). Figura 2. Un ejemplo de un SCO. El modelo de referencia SCORM 2004, utiliza la metáfora del átomo. Los objetos de aprendizaje tienen dos usos importantes: la interoperabilidad y la reusabilidad. Modelo de Agregación de Contenidos SCORM (Content Aggregation Model). El objetivo del modelo de agregación de contenidos de SCORM es proveer un medio común para componer contenidos educativos desde diversas fuentes compartibles y reusables. Define cómo, un contenido educativo puede ser identificado, descrito y agregado dentro de un curso o una parte de un curso, y cómo puede ser compartido por diversas LMS o por diversos

5 repositorios. Así SCORM incluye especificaciones para los metadatas y un Formato Estructurado de Contenidos o CSF (Content Structure Format). La metadata se especifica siguiendo el estándar de la IEEE referido a objetos de aprendizaje [7], los cuales se aplica a tres niveles. 1. A los objetos de aprendizaje en el más bajo nivel. 2. A los objetos de contenidos intercambiables o SCO (Sharable Content Objects) y bloques SCO. 3. A los formatos estructurados de contenidos o CSF. Además del estándar propuesto SCORM, existe la Dublin Core Metadata Initiative (DCMI) 1, sin embargo, es mucho menos utilizada. Detalles sobre esta iniciativa, una plantilla para crear la metadata y una comparación con el estándar SCORM, se puede ver en Repositorios de Objetos de Aprendizaje Los repositorios de LO, corresponden a depósitos que proveen los mecanismos de búsqueda, intercambio y reutilización de LO. En la actualidad existen varios proyectos relacionados entre los que se puede mencionar BELLE 2, cuyo objetivo es desarrollar un prototipo para un repositorio de objetos educacionales, el cual considera 8 atributos en su plantilla. Otro proyecto es el repositorio CAREO 3, (Campus Alberta Repository of Educational Objects) su principal objetivo es la creación de una colección basada en Web, y por último MERLOT 4, (Multimedia Educational Resource for Learning and Online Teaching), el cual esta dirigido a la educación superior de los Estados Unidos, pudiendo completar 22 atributos en su plantilla, para la búsqueda de objetos de aprendizaje [1]. Otro proyecto es LOR (Learning Object Repository) del VCILT 5 (Virtual Center for Innovative Learning Technologies) de la Universidad de Mauritius. Finalmente el proyecto ROAAC [2,3] (Repositorio de Objetos de Apoyo al Aprendizaje Colaborativo), diseñado en Instituto de Informática de la Universidad Austral de Chile. Sin embargo, la metadata de los objetos de aprendizaje de este repositorio, no sigue ningún estándar

6 La relación entre LO, Repositorios y LMS (Learning Managmente Systems) se muestra de manera didáctica en el proyecto LYDIA 6 comercializado por la compañía ewave 7. Aquí los contenidos es aprendizaje expresados en LO, son entregados al Repositorio Global Lydia, el cual establece las relaciones entre LO, los ensambla hasta obtener cursos completos que posteriormente son proporcionado a los aprendices a través de un Sistema de Administración de Aprendizaje. La Figura 3., muestra esquemáticamente este proceso. Figura 3. Diagrama esquemático de Repositorio de Objetos de Aprendizaje Lydia. Estos repositorios sirvieron de base para la implementación del prototipo aunque según Longmire El reto al que se enfrentarán los desarrolladores de los objetos de aprendizaje y de los repositorios que los almacenarán, es brindar la posibilidad de encontrar contenidos de aprendizaje significativos y relevantes [Lon,00]. 2. Diseño de el Repositorio de Objetos de Aprendizaje Multimedial. Los requerimientos de diseño en un contexto de Sistema Administrador de Base de Datos Multimedia, pueden ser clasificados en dos grupos: Uno relacionado con el modelo de datos y otro relacionado con la recuperación de los datos. Como modelado de datos se considerará el modelados de IMD (Interactive Multimedia Data). El modelo de datos se analizará de acuerdo a las siguientes características: interacción, multidimensionalidad, dependencia espaciotemporal, complejidad e integridad temporal. Una IMD involucra una gran variedad de objetos multimedias individuales, los cuales son

7 presentados de acuerdo a conjunto de especificaciones llamado escenario IMD. Los objetos multimedias que participan en el escenario IMD son llevados por un lado al plano espacial y por otro al plano temporal de acuerdo al análisis de Vazirgiannis y Sellis [2,11]. Las aplicaciones que además considera son TV interactiva, películas digitales y aplicaciones de realidad Virtual. Se considera la composición espacio-temporal como la piedra angular en el esfuerzo por modelar IMD. Modelado de Interacciones con Eventos. En el contexto de Bases de Datos Multimedias, un evento es causado por alguna acción que ocurre en un punto y tiempo específico, la cual puede ser atómica o compuesta. Por ejemplo el evento de captura de la posición de un objeto visual en un determinado tiempo. Clasificación de Eventos La clasificación que aquí se presenta está en base a la entidad que produce el ejemplo, es así, como se pueden definir cuatro categorías de eventos; Interacción de Usuarios, Eventos Intra-Objetos, Evento Interobjeto y Evento Definidos por el Usuario. Modelado y Composición de Eventos. De acuerdo a la definición de un evento, son necesarios ciertos atributos para representar un evento genérico: Los atributos sujeto y objeto, los cuales son del tipo objectlist y que esencialmente representan los objeto que causaron o son afectaron por el evento. El atributos espacio_temporal_firma toma la instancia espacial y temporal asociada al evento que actualmente ocurre. En un seudolenguaje orientado a objeto esto sería: Class Event inherits from object; Attributes Subject objectlist; Action objectlist; Object objectlist; Espacio_temporal_firma espacio_temporal_instance; End. La composición de eventos en el contexto de IMD tiene dos aspecto: Composición Algebraica, es decir composición de eventos de acuerdo a operadores algebraicos, adaptados a las necesidades y características de un IMD. Composición espacio-temporal, la cual debe reflejar las relaciones espacio-temporales entre eventos.

8 3 DESARROLLO DEL PROTOTIPO. Para el desarrollo del prototipo se utilizó UML y las herramientas utilizadas en el diseño e implementación de este proyecto son: Editor de páginas Web Dreamweaver, Base de Datos Oracle 9i, Servidor Apache, PHP5.02. Gráficamente la interfaz consta de una página principal, página verificadora de usuario, página de búsquedas y página de despliegue de los objetos. Los requisitos de hardware y software, para el adecuado funcionamiento del repositorio, para el cliente deben ser como mínimo: a) Software para el Cliente Web: Internet Explorer versión 5.5 o superior. Netscape 6.0 o superior. b) Hardware para el Cliente Web: 32 MB RAM. Pentium u otro. 3.1 Funcionalidades del Repositorio El repositorio, aún en construcción, cuenta con las siguientes funcionalidades: Verificar usuarios. Buscar recursos. Desplegar recursos. Figura 4. Página Principal La dirección URL de acceso al repositorio es: la página inicial se ilustra en la figura 4. La cual permite ver información acerca de la descripción del problema y

9 etapas de desarrollo del repositorio, presionando el botón Acerca de, o ir a la página de validación de usuarios para realizar una búsqueda de objetos presionando el botón Objetos. Para verificarse como usuario en el repositorio sólo son necesarios en nombre de usuario y su password, una vez validado en la base de datos del repositorio, se dará acceso a la búsqueda de objetos. Figura 5. Interfaz de búsqueda Figura 6. Interfaz de despliegue. Para la búsqueda de LO, cuando un usuario ha ingresado al repositorio, puede en primer lugar (ver Figura 5) seleccionar una categoría y presionando el botón Buscar, a lo cual se

10 desplegará el título, descripción y la opción Elegir que se obtienen de la búsqueda que se realiza en el archivo XML. Posteriormente, para visualizar el(los) objeto(s) seleccionado(s), presionamos el botón Ver Objetos. Se puede tener acceso a las siguientes combinaciones de objetos: foto/video, foto/sonido, flash/sonido, Pdf/sonido. Finalmente, (ver Figura 6), se muestran los objetos seleccionados. 4. CONCLUSIONES Se diseñó y construyó un prototipo de un repositorio con objetos de aprendizaje multimediales, con un entorno amigable que permite a los profesores encontrar recursos para la enseñanza/aprendizaje. Éstos pueden seleccionar los objetos de aprendizaje que mejor se acomoden a sus estrategias de enseñanza/aprendizaje. El modelado utilizando los conceptos de base de datos multimediales, permitió mejorar e incrementar la incorporación de nuevos tipos de objetos de aprendizaje. 5. REFERENCIAS [1] Aguilar, Jorge (2003): Hacia la creación y administración de repositorios de objetos de aprendizaje. Consultado el 20 de enero del [2] Álvarez, Luis (2003): Objetos de Aprendizaje, Sistemas de Base de Datos Multimediales y Repositorios. s.pdf. Consultado el 20 de enero del [3] Alvarez G. Luis A.- Gallardo, Mónica (2003) : Repositorio de objetos de Apoyo al aprendizaje Colaborativo. Taller Internacional de Software Educativo TISE '03. Publicaciones en CD. Santiago - Chile, 26, 27 y 28 de noviembre del [4] Alvarez G. Luis A.- Gallardo, Mónica (2004) : Diseño de un Repositorio de Objetos de Apoyo al Aprendizaje Colaborativo. 3ª Conferencia Iberoamericana en Sistemas, Cibernética e Informática (CISCI 2004). Orlando U.S.A entre el 21 y 25 de julio del [5] ASTD & SmartForce (2002). A Field Guide to Learning Object. Consultado el 20 de enero del [6] BELLE (2001) National Learning Objects Repository on CA*net 3, Canet-3-NEWS, 15 Jun Consultado el 20 de enero del [7] LOM (2002): Draft Standard for Learning Object Metadata. IEEE Consultado el 20 de enero del [8] Longmire, Warren. A primer on learning objects. [9] Meyer, B. (1988): Object Oriented Software Construction. Prentice Hall. [10] Advanced Distributed Learning (2004): SCORM Content Aggregation Model Version 1.3.1, [11] Vazirgiannis, Michalis and Sellis, Timos (2000). Multimedia Database Management Systems. Chapter 8, Component Database Systems, edited by Mario Piattini, Oscar Diaz, pages , book: Advanced Database Technology and Design - Morgan Kaufmann, San Francisco, CA, October 2000 [12] 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.