An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability David Díez, Camino Fernández, Juan Manuel Dodero Laboratorio DEI Departamento de Informática Universidad Carlos III de Madrid

Índice Introducción Motivación Propuesta de solución Conclusiones La reutilización de materiales educativos La fase de análisis Propuesta de solución Objetivos Learning Analysis Caso de ejemplo Conclusiones Trabajo futuros An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Introducción Contexto Áreas de interés Problema a resolver Automatización del diseño de la instrucción Instrucción soportada por computadores: Desarrollo de software para la instrucción Áreas de interés Diseño de la instrucción (ID, Instructional Design) Ingeniería del software (SI, Software Engineering) Problema a resolver Mejora de la reutilización de materiales educativos en el proceso de desarrollo de sistemas para la instrucción soportados por computador An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Motivación La reutilización de materiales (I) Definición “Reusability refers to the ability to use content or learning objects for multiple courses or lessons” R. Hartshorne “The concept of learning object reusability is described as the possibility and adequacy for the object to be usable in prospective educational settings” M.A. Sicilia & E. Garcia An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Motivación La reutilización de materiales (II) Tipos de reutilización (extrapolado de IS) Reutilización horizontal Basada en la reutilización de recursos disponibles Implica conocer los elementos comunes a un contexto: aquello que es común es posible que ya haya sido resuelto Reutilización vertical Basada en la elaboración de soluciones genéricas Implica conocer los elementos comunes del sistema: aquello que es común podrá utilizarse en el futuro Factor esencial: Conocer los elementos comunes a un conjunto de sistemas An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Motivación La reutilización de materiales (III) Aspectos que condicionan la reutilización: El propio material El formato en el cual se expresa el recurso La capacidad de interpretar el contenido El contexto de aprendizaje La adecuación pedagógica del material Problema: La reutilización de materiales es un aspecto esencial del diseño de la instrucción A pesar de su relevancia, a día de hoy no se han alcanzado los resultados deseados An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Motivación La fase de análisis (I) Definición Fase inicial del proceso de diseño de la instrucción Determina las necesidades y condiciones (el qué) del sistema para la instrucción a desarrollar Proporciona una visión anticipada del producto final Relevancia Responsable, en gran medida, del éxito o fracaso del proceso: de la calidad del producto final Facilita la labor de automatización Basado en la experiencia en el desarrollo de software: la reutilización debe afrontarse en etapas iniciales del desarrollo An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Motivación La fase de análisis (II) Principios (para mejorar la reutilización) Establecer un modelo de negocio que permita comprender el contexto de aprendizaje Especificar un modelo de sistema que anticipe el sistema instructivo a desarrollar Clasificar y documentar la información de manera formal y fácilmente automatizable Problema: No existen aproximaciones que cumplan todos estos objetivos Las aproximaciones existentes se limitan a proporcionar reutilización horizontal An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Propuesta de solución Objetivos Definir un método de análisis específico para el diseño de la instrucción soportada por computador El método proporciona artefactos para definir el conocimiento de un dominio educativo El método proporciona reglas fijas para especificar un sistema específico Mejorar la reutilización de materiales educativos gracias a la aplicación del método de análisis El método permite determinar los elementos comunes de un contexto educativo El proceso de análisis viene determinado por los elementos comunes El método se puede refinar en el tiempo An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Propuesta de solución Learning Analysis (I) Definición ¿Cómo se mejora la reutilización? Tomando como ejemplo el desarrollo de software Proporcionando: Artefactos específicos de representación del conocimiento: representación de elementos comunes del dominio Proceso de análisis basado en dichos artefactos “Learning Analysis se concibe como un método de análisis que sistematiza el proceso de especificación de sistemas para la instrucción soportados por computador. La sistematización del análisis permite mejorar la reutilización de materiales” An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Propuesta de solución Learning Analysis (II) Modelado de características El problema se define en base a características (features) Ventajas Forma natural de describir un dominio/sistema Permite representar cualquier concepto o aspecto referido a la forma de utilización/ejecución del sistema Permite identificar los conceptos comunes y variables a los sistemas de un dominio “Feature. A distinguishable characteristic of a system concept that is relevant to some stakeholder in a specific domain” K. Czarnecki An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Propuesta de solución Learning Analysis (III) Modelo de características Tipos de características Types of learning features Learning objectives Learner attributes Services Operations Attributes Platforms Tools Standards Platforms Networks DBMS Instructional theories Instructional methods Theories Methods Algorithms Data types Learning activities Learning services An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Propuesta de solución Learning Analysis (IV) Proceso de análisis Análisis de dominio Se crea un modelo que representa el conocimiento de un dominio instructivo Se definen reglas de relación entre características Se establecen los elementos (características) comunes del contexto, midiendo su grado de significación en el dominio Análisis de sistema Se especifica un sistema concreto del dominio El proceso se basa en el modelo de características del dominio Se determinan los elementos (características) comunes que forman parte del sistema An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Propuesta de solución Caso de ejemplo (I) An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Propuesta de solución Caso de ejemplo (II) Reglas del dominio Función Complementan el conocimiento representado establecido reglas de decisión Añaden restricciones y condiciones entre características del dominio Ejemplos El perfil de los alumnos es exclusivo: únicamente pueden catalogarse en un grupo a la vez El aprendizaje basado en proyectos no es recomendable para estudiantes noveles El aprendizaje basado en problemas requiere la resolución de ejercicios prácticos en laboratorios An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Propuesta de solución Caso de ejemplo (III) La especificación del sistema (curso) toma como base el modelo de dominio: La educción de requisitos se realiza de manera guiada La educción se basa en: el tipo de características, la frecuencia de las mismas y las reglas de dominio El método contempla la reutilización de dos maneras: El proceso de análisis prima los aspectos reutilizables El modelo de sistema obtenido indica elementos susceptibles de reutilización La reutilización se establecerá en la fase de diseño An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Conclusiones La reutilización de materiales implica: Learning Analysis El adecuado diseño de los materiales El estudio de las condiciones de aplicación: Responsabilidad de la fase de análisis del proceso de desarrollo Learning Analysis Método específico de análisis para el desarrollo de sistemas para la instrucción soportados por computador Basado en la aplicación de la Ingeniería de Dominios al proceso de automatización del diseño de la instrucción Promueve la mejora de la reutilización mediante: El estudio del domino educativo. Permite conocer los elementos comunes susceptibles de reutilización La sistematización de la especificación del sistema. Permite identificar un número mayor de elementos comunes presentes en el sistema An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Trabajos futuros Definir una notación específica para representar el modelo de dominio Permitirá formalizar tanto la definición de características como de reglas de domino Facilitará la automatización del proceso Alcanzar la mejora del modelo de dominio en el tiempo Se tendrá en cuenta los sistemas (cursos) analizados para ponderar la frecuencia (peso) de las características Se automatizará el proceso de mejora Aplicar el método a distintos dominios educativos a fin de probar su utilidad y eficacia An Effective Analysis Method for Computer-Supported Learning Systems Reusability

Gracias por su atención