COMPUTACION
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Planificación, Simulación y Colaboración en Educación a Distancia |
RESUMEN [ABSTRACT]
Los sistemas de aprendizaje basados en la resolución de proyectos reales han demostrado ser eficientes para el aprendizaje a distancia en los distintos niveles educativos. De la misma forma puede hablarse de los entornos que utilizan la simulación como base para determinar la bondad de las soluciones propuestas. No obstante, la excesiva libertad en el diseño que permiten los sistemas de simulación, nos hace pensar en que hemos de añadir la posibilidad de que el alumno pueda planificar sus acciones, para obtener con posterioridad las mejores respuestas a los problemas planteados por el sistema. Nuestra propuesta, por tanto, es un sistema de aprendizaje a distancia basado en la simulación pero guiado por el propio plan del alumno y con la intervención no intrusiva del sistema para proponer soluciones.
Introducción
Nos encontramos al final de un siglo que ha cambiado radicalmente las formas de trabajo, de relación entre personas, y de preparación de éstas para su incorporación al mundo laboral. Cada vez son más los años que hay que dedicar al aprendizaje de todo lo necesario para incorporarse a un puesto de trabajo y cada vez, asimismo, es más frecuente que los trabajadores tengan que seguir perfeccionando sus conocimientos para poder seguir la frenética evolución de nuestros medios de producción. Es por tanto muy necesaria la formación permanente de un gran número de personas, y el profesorado que ha de atenderlos, aún siendo necesario que aumente, no puede crecer en la magnitud necesaria para corresponder a ese impulso de nuevas necesidades de aprendizaje.
Por otra parte los grandes avances de las telecomunicaciones y de la Informática permiten que las personas que necesitan formación puedan recibirla en el tiempo de que disponen, a la velocidad que deseen y con la posibilidad de mantener un diálogo continuado con sus profesores o sus compañeros de estudio en otras localidades, de forma remota. Todo ello sin tener que moverse de su propia casa.
En cuanto a las teorías del aprendizaje con relevancia en la actualidad, existen dos corrientes importantes que indudablemente provocan cambios en la concepción del aula y del proceso educativo. De una parte está la corriente constructivista y de otra están las propuestas para el aprendizaje colaborativo y no competitivo de los alumnos. Vamos a comentar brevemente estos dos aspectos.
Modelos de Educación a distancia.
El simple uso de la computadora en el aula no supone utilizar las nuevas técnicas de aprendizaje. Un elemento definitorio de los ambientes de aprendizaje constructivista es la especificación y uso de auténticas y complejas actividades durante el proceso de aprendizaje [Fishman, 1991]. Los estudiantes, mientras trabajan en situaciones del mundo real, se ven forzados a aprender y aplicar habilidades necesarias para resolver los problemas, adquiriendo éstas, en parte, por ellos mismos. De esta forma es difícil que el alumno se convierta en sujeto pasivo del aprendizaje. El papel del profesor en este caso se limita a la descripción de los conceptos iniciales y a la instrucción de los alumnos en su descubrimiento. El proceso de descubrimiento supone enfrentarse a problemas de un alto grado de complejidad y abstracción. Por contra es necesario que el alumno previamente afronte subproblemas de menor complejidad hasta que pueda abordar los más abstractos [Duffy 1992].
En [Schank, 1994] se proponen una serie de aproximaciones al aprendizaje basado en proyectos. Para conseguir implementar dichas aproximaciones se apunta la idea de los "Escenarios basados en objetivos" (goal-based scenarios) [Schank, 1996]. Mediante esta aproximación se proporciona al alumno, en un mismo sistema, el contexto, la motivación y el material necesario para construir proyectos específicos. Los problemas se seleccionan cuidadosamente, teniendo ayuda tutorial por parte del profesor o profesores en el momento en que se producen las dudas, si es posible. Los alumnos son animados a colaborar en la solución de los problemas y el sistema se enriquece con nuevas propuestas tanto de profesores como de alumnos.
La educación a distancia es un concepto muy amplio que engloba desde la simple descentralización de materiales de estudio, hasta los más complejos sistemas de acceso en tiempo y lugar decidido por el usuario a materiales y herramientas multimedia o colaborativas.
Existe una clasificación de modelos tecnológicos implicados que los divide en seis grupos:
Las aproximaciones 1 y 2 son bastante usadas, pero hay que decir que no cambian excesivamente, por lo general, la concepción general del aula presencial con la que estamos más familiarizados. La experiencia en este sentido de los autores de este artículo es que estos recursos tienden a intimidar a la audiencia.
Los modelos 3 y 4 permiten un tratamiento individualizado del alumno pero pierden la componente colaborativa.
Lógicamente son los modelos 5 y 6 los que ofrecen mejores perspectivas para la educación a distancia, ya que impiden en parte la sensación de aislamiento de los alumnos que estudian a distancia. En el caso número 6, el hecho de considerar que el propio tratamiento de la información conlleva el proceso de aprendizaje, hace que se vea como la mejor aproximación a la problemática de la Educación a Distancia.
Un ejemplo muy meditado de cómo puede llegar a implementarse un conjunto de sistemas basados en los anteriores postulados se ofrece en [Paquette, 1998].
Los medios disponibles en el aula para realizar estas experiencias de tipo colaborativo son descritos en [Ortega, 1997], [Shneiderman, 1998] y [Norman, 1997] y se resumen en la Tabla 1.
| Taxonomía espacio-temporal | Mismo tiempo | Diferente Tiempo |
| Mismo Lugar | Interacción cara a cara (Clase tradicional/avanzada) | Interacción asíncrona (Sesiones Laboratorio) |
| Diferente lugar | Interacción distribuida sín-crona (Educación a distancia) | Interacción distribuida asíncrona ("Clase Virtual") |
Tabla 1. Dimensión espacio-temporal del Groupware y Educación
Algunas experiencias.
No podemos ser exhaustivos en la descripción de experiencias, pero vamos a intentar reflejar algunas de las más interesantes de acuerdo a nuestra concepción de cómo debe ser tratado el aprendizaje en entornos de educación a distancia
El aprendizaje mediante computadora se basa en la actualidad, a nuestro juicio, en la conjunción de una serie de parámetros que en total ayudan al aprendiz a alcanzar de forma más eficiente el conocimiento que necesita. Estos parámetros son:
La primera aproximación al problema que consideramos necesaria es la de la colaboración entre estudiantes y profesores en la resolución de casos complejos. El alumno de un curso de educación a distancia suele encontrarse aislado, sin apenas conocer a sus compañeros, a los que sólo puede ver en los exámenes o en unas pocas clases presenciales. Este aislamiento innato de los sistemas de educación a distancia se soluciona en cierta manera interrelacionando por correo electrónico (e-mail) a los alumnos, que pueden así colaborar a resolver sus problemas. Pero es mucho más interesante que exista alguna forma de estructuración de los contenidos tratados, quizá con una lista de distribución (listserv) que soporte la indexación de los temas tratados al nivel de su temática y según el tiempo en que fueron tratados, para así contar con algo parecido a las Preguntas más Frecuentes (Frequently Asked Questions) de un servidor de comunidades de red.
En esta línea de nuevas herramientas colaborativas se encuentra el proyecto "Collaborative Visualization" CoVis y su "Collaborative Notebook" [Edelson, 1996]. En él, mediante una base de datos hipermedia los alumnos estructuran sus conocimientos e hipótesis en "Cuadrenos (Notebooks en la terminología del sistema)", tratando temas complejos como la predicción del tiempo o la ecología.
También CSILE (Computer-supported Intentional Learning Environments) [Scardamalia, 1996] participa de esta filosofía de construir una base de datos hipermedia, en la que comunidades de alumnos expresan sus puntos de vista, crean enlaces a otras páginas de otros alumnos y estructuran su conocimiento. Cuando un determinado tema está maduro, el estado de la nota cambia a "candidato para su publicación" y pasa a formar parte del conocimiento colectivo del tema en cuestión.
CaMILE (Collaborative and Multimedia Interactive Learning Environments) [Guzdial, 1996] soporta colaboración asíncrona para interrelacionar estudiantes de distintas ingenierías. Utiliza para ello el web con un foro de discusión. Para la interacción sincrónica los alumnos disponen de McBagel (Multiple Case-Based Approach to Generative Environments for Learning). Entre los trabajos que han realizado se encuentra DEVICE (Dynamic Environment for Visualization in Chemical Engineering), en el que la simulación de sucesos físicos y químicos, además de la colaboración entre alumnos, sirven para resolver problemas de gran dificultad teórica. Su principal conclusión es que estos problemas pueden resolverse mediante colaboración, una biblioteca extensa de casos resueltos y la modelización por computadora y la simulación de los fenómenos físicos.
KIE (Knowledge Integration Environment) [Linn, 1996][Barros, 1997b] pretende que los alumnos de 12 años realicen pequeños trabajos científicos. Al final, la publicación de sus resultados en el web logra que los estudiantes integren sus conclusiones junto a las de otros en un ambiente colaborativo.
Los objetivos principales que se pretendían con esta herramienta son los siguientes:
Figura 1, Cuaderno (parte izquierda) y Paleta de herramientas (parte derecha) de KIE.
Vamos a comentar sucintamente las herramientas que integran este sistema. En KIE (ver figura 1) aparece una paleta de herramientas que permite al alumno moverse por los diferentes componentes software del sistema y que le ofrece ayuda apara abordar el proyecto que se le propone. El Cuaderno (NoteBook) permite a los estudiantes trabajar en grupo con sus proyectos y documentos así como editar conjuntamente en el web. La Base de Datos de Hechos (Networked Evidence Database) es una colección de datos creados por los alumnos o que figuran inicialmente en el sistema e identificados por el autor, palabras claves, etc. Mildred es un completo sistema de ayuda con cuatro categorías diferentes.
KIE se completa con SenseMaker, herramienta para la generación de ideas y explicación de hechos, y con SpeakEasy, que facilita la colaboración mediante la edición en grupo de páginas con imágenes, textos y sonido.
Por último, en este tipo de herramientas colaborativas de estructuración de un dominio sobre la base de los diálogos de alumnos, debemos reseñar el trabajo del grupo de la UNED de España [Barros, 1997a] [Verdejo, 1996]. En este sistema, ENTEL-SIG-ED, basado en el web, un grupo de alumnos que realizan estudios de tercer ciclo (doctorado) trabajan en espacios compartidos realizando síntesis bibliográficas, discutiendo, argumentando y consensuando la estructura y el contenido de los documentos que han de escribir.
La aproximación a la resolución de problemas complejos basada en objetivos está latente en todos los casos descritos anteriormente y también en el ejemplo "Broadcast news" [Schank, 1996]. En [Bravo, 1997] se presenta un sistema de simulación para aprendizaje a distancia. Este sistema constituye una herramienta diseñada para que los alumnos de enseñanza secundaria puedan aprender una disciplina en la que el diseño asistido por computadora es el eje de su actuación y que supone la elaboración de un proyecto complejo, lo cual supone que se tengan que emplear técnicas de andamiaje, de manera que los problemas surjan con complejidad creciente a partir de entornos más sencillos y hasta completar la formación del alumno. También en esta línea están orientados algunos sistemas tutoriales Multimedia como "Cardiac Tutor" [Woolf, 1996]. En este sistema, las simulaciones, las animaciones, el sonido y el vídeo hacen que el alumno se sienta en todo momento como en un juego, mientras aprende técnicas de reanimación de enfermos cardiacos. En este caso, la simulación y una cierta planificación del alumno, ya que el sistema requiere un diseño de estrategias, hacen que los alumnos adquieran las habilidades necesarias para el momento en que el receptor de sus estrategias de reanimación sea un paciente real.
En la línea de la utilización de la simulación como parte del diseño se encuentran también las aproximaciones propuestas por Eden et al [Eden, 1996]. Estos autores argumentan que la aproximación puramente constructivista [Fishman, 1991] puede llegar a producir desconcierto en el aprendiz, sobre todo cuando se enfrenta a tareas de diseño, de manera que es necesario un cierto grado de instruccionismo representado en la adopción de objetivos en la línea expuesta anteriormente. Estos entornos se encuentran próximos a un juego de simulación tan conocido como "SimCity" y van desde simuladores de tráfico, hasta exploraciones del tipo "Where in the web is Carmen San Diego™?", pasando por las actividades de diseño de objetos basados en poliedros "HyperGami".
Como hemos comentado los sistemas de diseño son difíciles de entender por los alumnos, por lo que en ellos se suele implementar una técnica denominada "scaffolding", que nosotros traducimos por andamiaje. Es decir, al igual que en un andamio, para alcanzar la resolución final de un problema es necesario construir primero los pasos iniciales en la resolución. Podíamos considerar esta aproximación como una nueva utilización del conocido "divide y vencerás". Aproximaciones de este estilo pueden verse en [Jackson, 1996] para aplicaciones de Ecología, [Rosson, 1996] para el Diseño orientado a objetos, y en alguno de los sistemas propuestos anteriormente, que también utilizan este método.
En esta misma línea se encuentran los sistemas de aprendizaje por descubrimiento [Van Joolingen, 1995,1996], destinados a crear aplicaciones en las que los alumnos deben descubrir por sí mismos las leyes que rigen los experimentos propuestos.
Nuestra propuesta: Statestic.
Statestic es un acrónimo doble. De una parte su nombre proviene del Instituto de Enseñanza "Estados del Duque" de Malagón (Ciudad Real, España), que es el Centro piloto con el que se elabora la aplicación de enseñanza de la Estadística de la que vamos a hablar. El primer acrónimo proviene, por tanto, de STATES Tecnologías de la Información y Comunicación. (STATESTIC). De otra parte es el acrónimo de Sistema Telemático de Aprendizaje Tutorial de la Estadística Sobre Teorías Instruccionistas y Construccionistas.
Los objetivos que se persiguen en este proyecto son los siguientes:
Figura 2, Arquitectura de STATESTIC.
En cuanto a los contenidos del curso, se realizan mediante una herramienta del tipo Web-CT [Barros, 1997b]. Este es un entorno que permite a los profesores elaborar cursos que luego funcionarán en el web.
Los contenidos del curso están integrados por los siguientes temas:
Atendiendo a estos planteamientos, la arquitectura de la aplicación genérica, tal como se muestra en la figura 2, se basa en la utilización de distintos espacios de trabajo:
Además, cada uno de estos espacios dispone de entornos para trabajo individual y para trabajo en grupo, apoyo en el Web, que sirve de banco de recursos de aprendizaje, un navegador interno para los contenidos programados y herramientas específicas relacionadas con la materia correspondiente.
En los espacios de diseño curricular se dispone de herramientas que permiten al profesorado adaptar el diseño de una unidad didáctica a sus necesidades o diseñar otras no existentes anteriormente, con lo que se pretende afrontar la flexibilidad y adaptabilidad del proceso de enseñanza-aprendizaje.
Esto se realiza a través de la gestión por parte del profesorado de una base de datos en la que almacena, por un lado, los contenidos y actividades de aprendizaje de los distintos objetivos curriculares y, por otro, el desarrollo e interrelación de los mismos, registrando el progreso realizado por parte del aprendiz.
En los espacios de enseñanza-aprendizaje el aprendiz accede a la base de datos para obtener una adaptación personalizada de la evolución de su aprendizaje individual
El proyecto se lleva a cabo en colaboración con un Centro de Enseñanza Secundaria de la provincia de Ciudad Real. Como en todos los casos que tratamos, se intenta solucionar un problema real existente, para no recrearse en la investigación por la investigación.
Trabajo futuro.
Nuestro referente futuro es desarrollar una serie de herramientas colaborativas para poder utilizar en nuestros sistemas telemáticos. Los primeros prototipos de pizarras compartidas y sistemas de voto y videoconferencia se han desarrollado rápidamente sobre un "marco de referencia (framework)", disponible sobre JAVA, pero el sistema es lento, por lo que pretendemos mejorarlo en el futuro, probablemente recurriendo a la utilización de la tecnología de Bases de Datos en el Web como soporte para materializar la colaboración. Mediante estas herramientas lograremos que el trabajo colaborativo aumente la eficacia en el desarrollo educativo que constituye el objetivo que perseguimos.
Un grupo de nuestra propia Universidad desarrolla también herramientas colaborativas, esta vez implementadas sobre Visual Basic, por lo que podremos disponer de otras referencias en nuestra búsqueda de un entorno eficiente de colaboración.
Referencias
[Barros, 1997a] Barros B., Rodriguez Artacho M., Verdejo M.F., Towards a model of Collaborative Support for Distance Learners to Perform Join Tasks. En The Virtual Campus. Proceedings of the 3.3&3.6 IFIP Working Conference. Madrid, November 97.
[Barros, 1997b] Barros, B., Sistemas de soporte para actividades Educativas a distancia, Revista de Enseñanza y Tecnología, 8, 18 — 28 (Octubre-1997)
[Bourdeau, 1994] [Bourdeau et al, 1994] Bourdeau J., Frihida A., Gecsei J., Paquette G. & de la Teja. Accessing distributed multimedia documents for instructional use, I., in Ottman, T. & Tomek, I, Educational Multimedia and Hypermedia, 1994.
[Bravo, 1997] Bravo, J., Ortega, M., Prieto, Entornos de simulación en la Educación a Distancia, Revista de Enseñanza y Tecnología, 8, 29 - 41(Octubre-1997)
[Duffy, 1992] Duffy, T., Jonassen, D., Constructivism and the Technology of instruction, Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, New Jersey.
[Edelson, 1996] Edelson D., Pea R., Gomez L.M., The Collaboratory Notebook. Communications of the ACM, 39(4), 32 (April 1996).
[Eden, 1996] Eden, H., Eisenberg, M., Fischer, G., Repenning, A., Making learning a part of life. Communications of the ACM, 39(4), 40(April 1996)
[Fishman, 1991] Fishman, B.J., Honebein, P.C., Duffy, T.M. Constructivism and the design of learning environments: Context and authentic activities for learning. NATO Advanced Workshop on the design of Constructivism Learning (1991).
[Gery, 1997] Gery, G., Granting three wishes through Performance-centered Design, NATO Communications of the ACM, 40(7), 54 (July 1997)
[Guzdial, 1996] Guzdial M., Kolodner J., Hmelo C., Narayanan H., Carlson D., Rappin N., Hubscher R., Turns J., Newstetter W., Computer Support for Learning through Complex Problem Solving. Communications of the ACM, 39(4), (April 1996).
[Henri, 1994]Henri, F., Ricciardi Rigault, C. Collaborative Learning and Computer Conferencing. NATO Advanced Workshop, Grenoble, Sept.. 1993; to be published in T.T. Liao (Ed) Advanced Educational Technology: Research Issues and Future Potential, Springer-Verlag, Berlin, 1994.
[Jackson, 1996] Jackson, S.L., Stratford, S.J., Krajcik, J., Soloway, E. A learner-centered tool for students building models . Communications of the ACM, 39(4), 32 (April 1996).
[Linn, 1996] Linn, M.C. Key to the Information Highway. Communications of the ACM, 39(4), (April 1996).
[Norman, 1997] Norman, K.L., Teaching in the switched on classroom: An introduction to electronic Education and HyperCourseware, URL: http://lap.umd.edu/SOC/sochome.html
[Ortega, 1997] Ortega, M., Bravo, J., Prieto, M. De Lara J., Groupware y Educación, Revista de Enseñanza y Tecnología, 8, 9 - 17(Octubre-1997)
[Paquette, 1998] Paquette, G., The virtual campus: Models and implementations, En The Virtual Campus. Proceedings of the 3.3&3.6 IFIP Working Conference. Madrid, November 97. Chapman & Hall, 1998. Pendiente de publicación.
[Rosson, 1996] Rosson M.B., Carroll, J.M., Scaffolded examples for learning Object-oriented Design. Communications of the ACM, 39(4), 32 (April 1996).
[Scardamalia, 1996] Scardamalia M., Bereiter C., Student Communities for the advancement of Knowledge. Communications of the ACM, 39(4), (April 1996).
[Schank, 1994] Schank, R., Cleary, C., Engines for Education, Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, New Jersey. (1994). URL:http://www.ils.nwu.edu/~e_for_e
[Schank, 1996] Schank, R., Kass, A., A Goal-Based Scenario for Higher School Students, Comm. of the ACM, 39(4), 28 (April-1996).
[Shneiderman, 1998] B. Shneiderman, "Designing the user interface, Strategies for effective Human - Computer Interaction", Addison-Wesley, 1998.
[Soloway, 1996] Soloway, E., Pryor, A., The next generation in Human-Computer Interaction, Comm. of the ACM, 39(4), 16 (April-1996).
[Van Joolingen, 1995] Wouter Van Joolingen & Ton de Jong (1995), "The SMISLE environment : Learning with a design of integrated simulation learning environments". Proceedings of the DELTA conference. Düsseldorf, Germany.
[Van Joolingen, 1996] Wouter Van Joolingen & Ton de Jong (1996) "Supporting the authoring process for simulation-based discovery learning". Proceedings of the Euroaied. Lisboa - Portugal.
[Verdejo, 1996] Interaction and Collaboration in Distance Learning through Computer Mediated Technologies. En Advanced Educational Technology:Research Issues and Future Potential. T.Liao (Ed.) Series Computer and Systems Sciences, Vol 145. Springer-Verlag 1996.
[Woolf, 1996] Woolf, B. P., Intelligent Multimedia Systems, Comm. of the ACM, 39(4), 28 (April-1996).
