CI-4793 Taller de Desarrollo de Software Proyecto "El Aula Virtual: Especificaciones, diseño y prototipo de un ambiente para la enseñanza basada en el web." Requisito: Interfaces con el Usuario. El Grupo de Computación Gráfica, Interfaces y Multimedios propone este Taller de Desarrollo de Software, para poder desarrollar una plataforma propia para el soporte de enseñanza, administración y evaluación de cursos en el Web, usando tecnología de avanzada. Este proyecto se ha dividido en dos talleres: El primero (Sept-Dic 2000) hará las especificaciones, el diseño general y detallado de la arquitectura, incluyendo interfaz, y el segundo (Ene Marzo 2001) la implementación, pruebas y evaluación. Los detalles del proyecto global están descritos abajo. Instructores: Víctor S. Theoktisto Adelaide Bianchini Colaboradores (con charlas o tópicos especiales): Alejandro Teruel Jesús Ravelo Ascánder Suárez Edna Rückhaus La metodología de trabajo tiene tres modalidades: - Desarrollo de competencias de Equipos de Alto Desempeño. Para esto se cuenta con la colaboración de Profesores del Area de Ciencia del Comportamiento, para desarrollar estas necesarias habilidades gerenciales y colaborativas. Se estudia la posibilidad de otorgar certificado aparte. - Técnicas de Ingeniería de Software y Diseño Orientado a Objetos para la especificación y diseño del proyecto. Hitos de diseño y revisión.
- Trabajo sobre prototipos de Interfaz desarrollados en la materia de Interfaces con el Usuario el trimestre Abril-Julio 2000. Este proyecto pretende ser una solución extramuros con amplia aplicabilidad local, y que en un futuro cercano cumplirá una función nacional (e internacional) importante. Todo los participantes recibirán crédito de desarrollo de por vida en la herramienta. 1. Objetivos de la Investigación. Explorar el potencial de las tecnologías emergentes de diseño instruccional con un énfasis especial hacia la enseñanza de la ingeniería. Estudiar la incorporación del Web como recurso central para impartir, evaluar y coordinar cursos. Contribuir a cambiar el paradigma actual de enseñanza. Explorar esquemas de enseñanza en el Web, a distancia o presencial. Proveer herramientas que faciliten al profesor el diseño y generación de un Web Site con el programa del curso, lecturas asociadas, conocimiento esperado, asignaciones, pruebas cortas, etc. Así mismo que le permitan definir fácilmente el marco teórico y de recursos computacionales necesarios para esto, tales como generación de cuentas, listas de correo, etc. Instrumentar metacursos, es decir, modelos genéricos que permitan estructurar cursos específicos de ingeniería bajo un enfoque particular. Probar sistemas de evaluación pertinentes a sistemas educativos en ambiente Web. Desarrollar la comparación de herramientas para desarrollo de ambientes educativos en el Web. Codificación de pruebas (llamadas tests críticos) dentro del ambiente, con la finalidad de hacer seguimiento a la manera en que el estudiante utiliza el Sistema, y sugerir caminos o rutas considerados más convenientes. El cumplimiento de estos objetivos se enmarca dentro de un proyecto mayor del DID, que se está sometiendo dentro del programa CYTED de la UNESCO, en el cual hemos sido invitados a participar.
OBJETIVOS: General: Definición, especificación e integración de un conjunto de servicios y facilidades en el ámbito de CORBA, que faciliten el desarrollo de aplicaciones de teleformación, trabajo colaborativo y comercio electrónico basadas en Internet. Específicos: Estudio del estado actual en el campo de las arquitecturas software para aplicaciones de telepresencia (teleformación, trabajo colaborativo y comercio electrónico), incluyendo los trabajos existentes orientados a la estandarización de este tipo de sistemas. Identificación de los servicios y facilidades requeridos para la construcción de aplicaciones de telepresencia, que aún no han sido abordados por la OMG, y definición de las especificaciones correspondientes. Creación de la plataforma mediante la integración de los servicios y facilidades especificados junto con otras herramientas existentes, siguiendo la filosofía de las arquitecturas orientadas a componentes. Diseño de una aplicación de teleformación que permita validar la plataforma desarrollada. Comparación de la arquitectura obtenida con otras arquitecturas heterogéneas existentes e identificación de ventajas/inconvenientes. Apropiación por parte de docentes e investigadores iberoamericanos de las tecnologías de los sistemas distribuidos orientados a objetos y promoción de su utilización en aplicaciones pertinentes para la región. Promoción del trabajo conjunto y el intercambio de experiencias y conocimientos entre los grupos participantes. Transferencia de las tecnologías apropiadas y desarrolladas a la(s) empresa(s) participante(s).
BENEFICIOS DEL PROYECTO: El proyecto se plantea contribuir, mediante la acción coordinada y cooperativa de los grupos de investigación y empresas participantes, al logro de dos propósitos consecuentes con la filosofía del CYTED: la apropiación de tecnologías de punta, y su aplicación en áreas clave para el desarrollo de los países iberoamericanos. La conjugación de las tecnologías de los sistemas distribuidos, la orientación a objetos, e Internet, está dando lugar a la creación de poderosas herramientas para el acceso y gestión de la información, que sin lugar a dudas contribuyen a la aparición de oportunidades de formación y de negocio, y a aumentar la productividad de las empresas. El proyecto permitiría a docentes e investigadores conocer con mayor profundidad estas tecnologías, y a empresas de la región adquirir una base de conocimiento y herramientas útiles para el desarrollo de aplicaciones que facilitarían a la población el manejo de información a través de Internet. Los beneficios de la aplicación de teleformación, que se ha propuesto a fin de validar la plataforma especificada, son evidentes desde el punto de vista de su contribución al incremento de las oportunidades de trabajo y del nivel cultural de los iberoamericanos. Sin embargo, cualquiera de los ámbitos de aplicación considerados, incluyendo el trabajo colaborativo y el comercio electrónico, tiene un gran potencial de impacto, sobre todo desde el punto de vista de su beneficio social, al impulsar en últimas procesos productivos que redundan en el bienestar de la población. También hay que destacar las posibilidades que surgirían para las empresas productoras de software y/o de servicios de información, participantes en la transferencia de las tecnologías apropiadas o desarrolladas, las cuales podrían desarrollar y poner en servicio nuevos productos y abrir nuevas líneas de negocios en dichos ámbitos. 2. Metodología. La investigación de todos los aspectos pedagógicos del tipo de herramientas tratadas en este proyecto, se considera de la más alta importancia. Con este fin, el proyecto cuenta con la experiencia del proyecto CA-411, cuyo informe se anexa también. La realización de una aplicación educativa contiene un aspecto importante de producción multimedia. Para poder cubrir esta parte se cuenta con la participación de una profesora especialista en el tema.
La investigación necesaria y el ciclo de diseño y desarrollo del software subsecuente estarán cubiertos por la participación de cuatro profesores de computación. Adicionalmente se cuenta con apoyo de otros profesores del departamento. Para el desarrollo de software se usarán metodologías evolutivas orientadas a objetos, específicamente UML - Unified Modeling Language (http://www.rational.com). 3. Plan de trabajo y duración del proyecto. Las tareas a ejecutar en el proyecto son las siguientes: T1. Definición de los requisitos de las aplicaciones de teleformación y comercio electrónico en términos de componentes integrados en una plataforma distribuida. T2. Análisis del estado del arte en cuanto a plataformas, herramientas y experiencias. T3. Identificación de los servicios y facilidades requeridos. Se establecerá cuáles son los componentes (servicios y facilidades) que se requieren para la construcción de aplicaciones de telepresencia, en especial las de teleformación y comercio electrónico. Los componentes identificados deberán ser conformes con la arquitectura OMA y facilitar el acceso a los servicios a través de la Web, y se buscará en lo posible la reutilización de componentes ya especificados. T4. Especificación e integración de servicios y facilidades. Se realizará la especificación de los nuevos componentes, integrándolos con aquellos componentes que se haya decidido reutilizar y, en general, con la plataforma CORBA. T5. Definición de la aplicación de teleformación. Se diseñará su arquitectura utilizando los mismos, y se realizará una evaluación comparando el resultado con otras aplicaciones en este dominio. El resultado será un informe técnico final del proyecto.
Resultados finales del proyecto: Una evaluación de las herramientas existentes en el Web. Diseño de una caja de herramientas para la enseñanza por Web. Tareas y posibles objetivos adicionales identificados hasta el momento: Automatización del proceso administrativo de crear cursos para el web. Desarrollo de un ambiente que permita crear estructuras de cursos bajo un enfoque particular (tutorial, prácticas, exposiciones) y una metodología instruccional, (constructivismo, etc.), en forma evolutiva, expandible y editable. Ejemplos serían Centros de Teoría y Laboratorios Virtuales. Diferenciación entre migración de material pre-existente al Web y la preparación de material para uso específico del web. Diseño de un metacurso, es decir, el curso-tutorial-guía para aprender a crear un web site para cursos en la red. 4. Antecedentes y reflexiones sobre la importancia del proyecto. La razón por la que ésta y otras instituciones estén experimentando con esquemas de Aulas Virtuales, se debe a una inexorable progresión histórica: La universidad medieval, a la que había que viajar para obtener su particular conocimiento, se vió transformada por la imprenta. Los libros se convirtieron rápidamente en el mejor medio de difusión del conocimiento. Hoy, cambios tecnológicos están nuevamente transformando la difusión del conocimiento y a la enseñanza. El web es la mas importante de todas las herramientas novedosas, y la universidad debe adaptarse a ella. No se trata de reemplazar el salón de clase, ya que el estado incipiente (todavía) de la tecnología instruccional en el web no permite afirmar o negar esta hipótesis, sino más bien usar el Internet para aumentar y expandir la experiencia de aprendizaje. Existen trabajos [1] que demuestran que esquemas interactivos de instrucción asistida por el computador bajo una estructura colaborativa son más efectivos para el aprendizaje e interés del estudiante.
Centrar el diseño instruccional en el estudiante bajo estas características requiere el desarrollo de experticias docentes y cierto dominio tecnológico que no está al alcance de todos. Existen herramientas que permiten hacer páginas web, grupos de correo, etc., pero no hay un enfoque integrado de lo que debe ser un salón de clase alternativo, en el cual no necesariamente hay un sitio físico de reunión, casi todo el material es digital donde existe un ambiente colaborativo y atemporal en el cual estudiantes y profesores no dependen de las horas de clase para sincronizar su aprendizaje. En experiencias anteriores se habla de Educación a Distancia como un precursor de la enseñanza en el web. Sin embargo existen diferencias, empezando con la palabra distancia. La experiencia con el desarrollo de software educativo en distintas plataformas ha planteado que al estar todo el conocimiento en el computador, en realidad la distancia no existe. El concepto equivalente de separación en el tiempo tampoco tiene mucha importancia si el conocimiento puede ser adquirido en cualquier momento, sin depender de la disponibilidad del docente o de los compañeros [2]. Se pretende entonces el desarrollo de herramientas de software que permitan implementar el concepto de Aula Virtual como un refuerzo de la parte académica [3]. Este conjunto de herramientas habilita a un profesor o grupo de profesores para rápidamente establecer esquemas de comunicación virtual, creación de recursos de enseñanza, programas de contenido de los cursos con características interactivas, enlaces a investigaciones o información relacionada y métodos alternativos para la evaluación de aprendizaje asincrónico, con o sin la presencia virtual o real del docente. [4] Discusiones ulteriores sobre el destino de esta migración a otro paradigma de enseñanza seguramente traerán interrogantes sobre el destino de la enseñanza superior en general. La más obvia es si la infraestructura actual de la universidad soporta este paradigma, o si hay planes para soportarlo en el futuro cercano. Sin embargo la más importante es si los profesores e investigadores están dispuestos a migrar hacia este paradigma con las herramientas y la concepción actual [5]. JUSTIFICACIÓN DE LA NECESIDAD DE COORDINACIÓN: En la actualidad, los grupos proponentes del proyecto se encuentran adelantando actividades aisladas entre sí en los siguientes campos:
Desarrollo de plataformas para la gestión de servicios y redes de telecomunicaciones basada en CORBA y la Web (XML) Desarrollo de una plataforma para la configuración de servicios avanzados de telecomunicaciones basada en CORBA y arquitecturas de referencia (XML/XSL) para la provisión de los servicios. Especificación e implementación de servicios multimedia basados en CORBA. Ingeniería del software centrada en el paradigma de desarrollo basado en componentes (EJB, UML). Definición de plataformas para la puesta en funcionamiento de aplicaciones de teleformación, gestión hospitalaria y comercio electrónico. El objetivo de la actividad de coordinación será aprovechar estos esfuerzos para que, propiciando la colaboración entre los grupos, se obtengan el objetivo común propuesto. 4. Bibliografía 1. Rodger Susan. An Interactive Learning Approach to teaching Computer Science. Cobference of the ACM SIGCSE, March 1995, p. 278-282 2. Marchionini Gary, Crane Gregory. Evaluating Hypermedia and Learning: Methods and Results form the Perseus Project. ACM Transactions on Information Systems, Vol. 12, No. 1, January 1994, Pages 5-34. 3. Paxton John. Webucation: using the web as a classroom tool. Conference of the ACM SIGCSE 96, Februrary 96, p.285-289. 4. Carlson David, Guzdial Mark, Kehoe Coleen, Shah Viren, Stasko John. WWW interactive learning environments.conference of the ACM SIGCSE 96, Februrary 96, p.290-294. 5. Rice James, Farquar Adam, Piernot Philippe, Gruber Thomas. Using the web instead of a Window System. ACM Cobference of the SIGCHI 96 Vancouver. 6. Mc. Cormack Colin, Jones David.Building a web based education system. John Wyley & Sons. 1998. 7. Gray Sharon. Web based instructional tools. Syllabus Magazine. September 1998, Volume 12, No. 2
8. Schneiderman Ben. Computer Supported Cooperative Work. Designing the User Interface. Addison-Wesley, 1998. 9. J. R. Hartley. Managing Models of Collaborative Learning.Computers Education, Vol. 26, 1996. 10. Turoff Murray. Designing a Virtual Classroom. 1995 International Conference on Computer Assisted Instruction. 11. Kaplan Howard. Building your own web course: The Case for Off-the-Shelf Component Software. CAUSE/EFFECT Journal, Volume 21, Number 4. 1998. 12. Hiltz Roxanne. Teaching in a Virtual Classroom. 1995 International Conference on Computer Assisted Instruction