Situación actual de estandarización de procesos de aprendizaje y

Situación actual de estandarización de procesos de
aprendizaje y su relación con la información sobre el
alumno
Carmen Pagés1, José Javier Martinez1 y Roberto Barchino1
1
Dpto. de Ciencias de la Computación
ETS Ingeniería Informática
Universidad de Alcalá
28871 Alcalá de Henares (Madrid)
{josej.martinez, carmina.pages, roberto.barchino}@uah.es
Resumen. El objetivo de los objetos de aprendizaje (LO) es su utilización en
procesos de aprendizaje en entornos tecnológicos distintos y con objetivos y estructura diferentes pero con contenidos comunes. La relación de los LO con los
procesos de aprendizaje en sentido amplio: actividades, objetivos, competencias, certificados, etc. y con los protagonistas del aprendizaje, los alumnos, está
siendo estudiada en estándares y arquitecturas. El objetivo de este trabajo es
sintetizar las relaciones existentes entre todas estas entidades, lo que permitirá
sugerir características y elementos apropiados a aplicar en su modelización.
1 Introducción
La expansión del ámbito y aplicación del e-learning ha multiplicado la generación de
los llamados objetos de aprendizaje (LO - Learning Objects), muchas veces sin controlar su calidad ni su verdadera utilidad.
El objetivo de la creación de los LO es su utilización en cursos o, más genéricamente, en procesos de aprendizaje que se realizan en entornos tecnológicos distintos
(interoperabilidad) y con objetivos y estructura diferentes pero con contenidos comunes (reusabilidad). Una vez resulto el problema de su generación, nos enfrentamos a
otro problema, no menos importante, que es poner a disposición de los potenciales
utilizadores el LO producido, entendiendo como potenciales utilizadores las entidades
relacionadas con los procesos de aprendizaje, como actividades, objetivos educativos,
competencias o certificaciones, y los protagonistas del mismo, los alumnos.
Dada la enormidad de las acciones y productos de ámbito internacional en este terreno, además de la necesidad de reutilizar cuanto sea posible estos servicios/productos de coste muy elevado, han nacido a nivel internacional diferentes
iniciativas con el objetivo de desarrollar especificaciones y estándares que garanticen
la interoperabilidad y la integración [1] de los recursos didácticos y de los sistemas en
diferentes ámbitos operativos.
El siguiente documento se enmarca dentro de los trabajos del grupo ‘Información
sobre el estudiante’ (GT3) dentro del subcomité ‘Tecnologías de la Información para
el aprendizaje’ (CTN 71/SC36) de AENOR, referente en España de los grupos
CEN/ISS. En la sección 2 se estudia la propuesta de arquitectura más extendida, sus
elementos y relaciones. A continuación, la sección 3 expone la situación actual de
estandarización de los elementos relacionados con los procesos formativos y los
alumnos. En la sección 4, se presentan relacionadas las distintas entidades encontradas en el análisis realizado de estándares y arquitectura. Finalmente, sección 5, a
partir del estudio, se expresan debilidades y fortalezas de la modelización actual.
2 Arquitectura de e-learning
El grupo IEEE ha desarrollado un estándar de definición de arquitecturas de elearning centrado en el único nivel normativo existente: el nivel tres representado en
la figura 1 de [2].
Learner
Entity
Multimedia
Delivery
Behavior
Interaction Context
Loc
ato
Learning
Preferences
r
Learning Locator
Content
Catalog Info
Learning
Resources
Query
As s
m
ess
ent
(history/obj.)
Coach
Learner Info
Evaluation
Learner Info
(current)
Learner
Records
(new)
Fig. 1. Nivel 3. Componentes del Sistema
En la figura 1 podemos ver tres tipos de componentes: procesos (círculos), almacenajes (rectángulos) y flujos (flechas). De forma resumida la operativa de los sistemas que implementen esta arquitectura es la siguiente:
− Los estilos, estrategias y métodos de aprendizaje los definen los alumnos mediante
preferencias de aprendizaje;
− Los alumnos se observan y evalúan a través de sus interacciones con el sistema;
− La evaluación produce información sobre el alumno y su conocimiento;
− La información sobre el alumno se almacena en la base de datos de alumnos;
− El proceso de entrenamiento revisa la información sobre el alumno y su conocimiento para establecer objetivos de aprendizaje futuros;
− El proceso de entrenamiento busca los recursos necesarios para cada contenido;
− El proceso de entrenamiento extrae los localizadores del catálogo de recursos de
aprendizaje y los pasa al proceso de entrega;
− El proceso de entrega extrae los contenidos de aprendizaje y los transforma en una
presentación interactiva multimedia.
Toda la información relacionada con LO y procesos de aprendizaje se incluye en el
almacén ‘Recursos de aprendizaje’, mientras que el alumno aparece como un proceso
en sí mismo (‘Entidad alumno’) y como un almacén (‘Registros del alumno’) que
contiene sus preferencias y objetivos formativos, su situación de formación actual y
los conocimientos que ya posee. La relación ente los almacenes del alumno y de los
conocimientos no solo permite mantener el estado de formación actual sino que debe
proporcionar datos sobre la situación pasada y futura de aprendizaje del alumno.
3 Estándares de e-learning
La implantación de estándares facilita la rentabilidad de las inversiones de proveedores y usuarios e incrementa la cantidad y calidad de contenidos compatibles entre
plataformas. Los estándares están en constante evolución, por lo que casi todos los
que vamos a analizar están en fase de desarrollo. Hemos seleccionado para este estudio, entre la gran cantidad de organizaciones y grupos de trabajo, los relativos a la
definición de LO, procesos de aprendizaje y datos del alumno.
3.1 Estándares sobre procesos educativos
IEEE. Learning Object Metadata (LOM) [3] define una estructura de datos asociada
a cada LO que lo describe, cataloga y proporciona información sobre su
representación, utilización y su contexto cultural, pedagógico y lingüístico. Está de
acuerdo con los proyectos ARIADNE (http://www.ariadne-eu.org/), IMS
(http://www.imsproject.org/), Dublín Core (http://dublincore.org/) y. SCORM
(http://www.adlnet.org/). Otro estándar en desarrollo es Draft Standard for Learning
Technology - Reusable Competency Definitions [4], que especifica los elementos
obligatorios y opcionales que deben definir una competencia de acuerdo con el
RCDEO de IMS.
IMS. Abarca varios aspectos como el RDCEO (Reusable Definition of Competency
or Educational Objective Specification) [5], que define los datos necesarios para
definir e intercambiar competencias; Content Package [6], que estandariza la forma
de describir y empaquetar cursos o conjuntos de cursos; Learning Design
Specification [7], que estudia la forma de describir y codificar las distintas
metodologías de aprendizaje, entendidas como secuencias de actividades formativas;
Learning Resource Meta-data Specification [8], que estudia la definición de
metadatos para los LO, basándose en el LOM de IEEE.
ADL. SCORM Content Aggregation Model [9]. Define como identificar y describir
los contenidos educativos, como agregarlos en cursos y como transportarlos entre
distintos entornos y repositorios.
CEN/ISS Learning Technology Workshop (WSLT) (http://www.cenltso.net/Users/main.aspx?put=100). Esta iniciativa europea trabaja en aspectos
relacionados con la definición de competencias, su relación con los datos del alumno
y con otros distintos tipos de certificados europeos basándose en el RDCEO de IMS.
3.2 Estándares sobre información del alumno
ISO/IEC (http://participant-info.jtc1sc36.org/). Esta organización ha creado un grupo
de trabajo (WG3) específico sobre la información de los participantes, dentro del
subcomité 36 de Tecnologías de la información para el aprendizaje. Este grupo ha
comenzado a trabajar este año en España. Ha publicado un estándar sobre la
información de los participantes en sentido amplio, entendido no solo como
estudiantes, sino también tutores, desarrollares de contenidos, directores de cursos,
etc. Además está trabajando en otros, como las preferencias de los participantes
(idioma, cultura, etc.) y sus experiencias formativas pasadas y futuras.
IEEE. P1484.2 - Public and Private Information for Learners (PAPI LEARNER)
[10]. Su objetivo es proporcionar la sintaxis y la semántica de un modelo del alumno,
incluyendo conocimientos, estilos de aprendizaje, habilidades, datos e información
personal. Proporciona distintos niveles de granularidad y de clasificación lógica de
los datos y un mecanismo de extensión para permitir personalizaciones. Considera
convenciones culturales e institucionales y la gestión de seguridad.
IMS. Learner Information Package (LIP) [11]. Especifica, mediante XML, la
información del estudiante que debe intercambiarse entre sistemas. Casi todos sus
elementos son opcionales y está diseñado para ser extensible, proporcionando mucha
flexibilidad. LIP puede ser utilizado a nivel individual o entre organizaciones. Sus
datos atómicos se estructuran en 11 niveles (accesibilidad, actividad, afiliación, etc.).
Para el intercambio de datos utiliza las especificaciones del IMS Content Packaging.
LIP incorpora la especificación de IEEE PAPI.
4 Modelo de procesos de aprendizaje y su relación con los datos
del alumno
En cuanto a los procesos de aprendizaje los estándares establecen distintas entidades
clasificatorias que se basan en los LO. La jerarquía de los LO se estudia en el contexto de los diferentes tipos de LO respecto a su granularidad y sus componentes estructurales [12] mediante los modelos de contenido de los LO. Estos modelos identifican
diferentes tipos de LO y sus componentes. Existen diferentes modelos, por ejemplo
Learnativity Content Model [13], en el que se basan el modelo de Microsoft y del
ADL, o SCORM Content Aggregation Model [9].
Learnativity Content Model establece una taxonomía basada en:
− Componentes básicos, como animaciones, párrafos de texto, ficheros de audio, etc.
− Objetos de información o conjunto de componentes básicos que forman procedimientos, principios, resumen, etc.
− Objetos de aplicación o conjunto de objetos de información con un objetivo.
− Objetos agregados o conjunto de objetos de aplicación, forman una lección.
− Colecciones o conjuntos de objetos agregados, forman cursos o curricula.
SCORM Content Aggregation Model contiene los siguientes componentes, que se
relacionan como muestra la figura 2:
1. Elementos básicos, como ficheros de texto, audio, video, etc. denominados Assets
2. Objetos de contenido compartibles (Shareable Content Object - SCO) o conjunto
de Assets.
3. Agregación de contenidos que mediante una estructura agrupa Assets y/o SCO.
Estructura del contenido
Agregación de contenidos
Agregación
Asset
SCO
Recurso educativo
Agregación
SCO
Recurso educativo
SCO
Asset
Recurso educativo
Asset
Recurso educativo
SCO
Recurso educativo
SCO
Fig. 2. Modelo de agregación de contenidos de SCORM
Básicamente otros modelos siguen las mismas líneas que los presentados con pequeñas variaciones, como podemos ver en la siguiente tabla procedente de [14].
Learnativity
Componente básico
Objeto de información
Objeto de aplicación
Objeto agregado
Colección
-
SCORM
Asset
SCO
Agregación de contenidos
-
CISCO
Item
RIO
RLO
-
Netg
Asunto
Lección
Unidad
Curso
Además de la agregación de LO obteniendo otros LO que cumplen determinados
objetivos educativos más amplios, podemos distinguir las siguientes entidades, en los
estándares estudiados, relacionadas con los procesos de aprendizaje:
− Actividades. Tareas, ejecución de procesos educativos y, en general, cualquier
realización dentro de un proceso formativo.
− Objetivos. Propósito que persigue la realización de un proceso formativo en sentido amplio.
− Competencias. Conjunto, en términos descriptivos, de habilidades, conocimientos,
tareas y resultados de un aprendizaje, dentro de un contexto educativo o carrera.
− Certificaciones. Calificaciones, certificaciones o licencias que acreditan la obtención del resultado de un proceso de aprendizaje.
− Modelos. Modelo o estructura en la que se basa la definición de competencias.
− Estados. Descripción de una característica o una definición dentro de un modelo.
La figura 3 intenta mostrar la relación conceptual entre los términos anteriores.
se relaciona con
contribuye
Contribuidor
Competencia
es evidenciada por
contiene
Actividad
se relaciona con
LO
cumple
cumple
está asociada a
está formada por
Objetivo
Modelo
define
Estado
se relaciona con
se relaciona con
Fig. 3. Modelo relacionado de procesos formativos
En la figura podemos ver que una competencia lleva asociado un modelo en el que
se basa su descripción. Este modelo se compone de estados que identifican el área de
aplicación, el nivel asociado (elevado, medio, etc.) y el tipo de aprendizaje asociado
al estado (habilidad, ejecución, conocimiento, etc.). La competencia hace referencia a
los estados del modelo que deben conseguirse para obtenerla.
El ciclo de vida de la competencia viene definido por sus relaciones con los contribuidores, que crean, actualizan, completan y, general, actúan sobre ella. El papel que
juegan, la fecha e identificación es la información necesaria de los contribuidores.
Las competencias se relacionan con los LO de cualquier nivel a través de las actividades formativas que realizan. Podemos definir ciertas actividades cuya ejecución
evidencia la adquisición de una competencia. Cada actividad contendrá para su desarrollo uno o varios LO (núcleo del aprendizaje asociado a la actividad). Los LO llevan asociados sus metadatos [3], entre ellos el objetivo educativo, que, por otro lado,
también es básico en la definición de una actividad formativa.
Son importantes en este modelo las relaciones reflexivas. Ya hemos visto las relaciones de jerarquía entre LO y en [3] se definen varios tipos de relaciones entre LO:
forma parte de, es versión de, etc. Igualmente existen este tipo de relaciones entre
objetivos, actividades y competencias. En concreto las relaciones básicas que evidenciamos entre competencias son: es parte de (jerarquía), es versión de (evolución), es
idéntica a (igualdad) y es equivalente a (mismo objetivo, distinta definición).
También es importante definir un modelo de información capaz de expresar la relación de cualquier proceso formativo con los alumnos, como se muestra en la figura
4.
Alumno
Objetivo
posee
aspira
realiza
adquiere
Competencia
avala
Certificación
se relaciona con
avala
Actividad
Fig. 4. Modelo relacionado de alumnos / procesos formativos
La definición formal del conocimiento de un alumno podemos definirla a través de
cuatro relaciones:
− Las certificaciones que ya ha obtenido y en las que está en proceso de obtención;
− Las actividades formativas realizadas y las que está realizando;
− Las competencias adquiridas y en las que está en proceso de adquisición;
− Los objetivos educativos que aspira obtener, incluyendo información que permita
realizar un seguimiento del proceso de obtención de estos objetivos.
Ya hemos desarrollado en el modelo de la figura 3 las relaciones de las entidades
objetivo, actividad y competencia. En la figura 4 podemos ver las relaciones propias
de la entidad certificación:
− Relación entre certificaciones, del mismo tipo que la relación entre competencias;
− Relación con competencias, indicando la/s competencia/s que son avaladas por una
certificación;
− Relación con actividades, indicando la/s actividad/es que han sido realizadas en la
obtención de la certificación.
5 Conclusiones y trabajos futuros
Del análisis realizado se desprende la diversidad de organizaciones de estándarización que producen documentos, en muchos casos similares, sobre aspectos muy concretos. La división de estas organizaciones en grupos de trabajo muy específicos hace
que se pierda la visión de conjunto, aspecto que hemos querido destacar en este trabajo. Una visión global de los elementos y las relaciones entre procesos formativos y
alumnos solo se consigue relacionando una gran cantidad de documentos muy específicos.
Los resultados de las organizaciones de estandarización, al ser tan detallados, resultan muy complejos al verlos de forma global. La praxis real de los estándares se
basa en que las organizaciones desarrolladoras de e-learning crean en su utilidad.
Asociar un gran número de atributos a los elementos, como los metadatos de los LO,
está exigiendo de los constructores la definición de un núcleo básico de metadatos
obligatorios. Por otra parte, sería interesante agrupar conceptos básicamente iguales,
por ejemplo los estados de los modelos que definen una competencia podrían utilizarse como objetivos educativos de una actividad o de un alumno. En general los estándares deben tender a unificar criterios y definir elementos y datos básicos, dejando
abierta la posibilidad, reglada, de extensiones.
Es imprescindible realizar aplicaciones en entornos reales de los estándares analizados y hacer un seguimiento de sus resultados que realimente el proceso de definición de los estándares. Por ejemplo, el proyecto <e-aula> ha encontrado problemas en
la gestión del historial de la navegación de los alumnos por curso, dentro de los datos
de alumnos definidos por IMS [15]. Estudiar las soluciones propuestas y compararlas
con el uso de datos del alumno en otros entornos es primordial para el desarrollo de
dicho estándar.
Se hace necesario adaptar ciertos estándares a las legislaciones particulares de cada
país, por ejemplo los datos relativos al estudiante y sus relaciones con competencias,
certificaciones, objetivos, etc. En este caso la Ley de Protección de Datos debe ser
utilizada para la particularización de los estándares, definiendo si el propietario de un
examen o certificado es el alumno o la organización que lo evalúa o genera; quien
almacena los datos y donde; que tipo de personas u organizaciones pueden acceder a
ellos y si cada tipo debe tener permisos específicos sobre parte de la información,
como define genéricamente [10]; etc. Además de la legislación es importante hacer
labores de traducción y adaptación cultural de los estándares, por lo que iniciativas
como la reciente creación del grupo CTN71/SC36 “Tecnologías de la información
para el aprendizaje” en España, del que los autores formamos parte, son bienvenidas.
Finalmente, sería necesario analizar los distintos documentos oficiales europeos relativos a perfiles de estudiantes definidos por CEDEFOP (European Centre for the
Development of Vocational Training, http://www.cedefop.eu.int/): European CV,
European Certificate Supplement, Europass y Diploma Supplement, encuadrándolos
en los estándares definidos para los certificados, utilizando las relaciones expuestas
en este trabajo con competencias y actividades. En concreto el Suplemento Europeo,
instrumento básico del proceso de Bolonia, establecido por ley en nueve países europeos, entre ellos Francia, Alemania e Italia y que está en fase experimental en España.
Referencias
1. France, F.: A Roadmap of ICT Standardization and Interoperability For Learning, Education, and Training. En: Normes & standard pour l’apprentissage en ligne. Journée internationale de reflexión. Versalles (Francia), 2003. http://www.initiatives.refer.org/Initiatives2003/_notes/_notes/farance.pdf.
2. IEEE: P1484.1/D9 2001-11-30. Draft Standard for Learning Technology — Learning Technology Systems Architecture (LTSA), 2001.
3. IEEE: 1484.12.1-2002. IEEE Standard for Learning Object Metadata, 2002.
4. IEEE: Draft P1484.20_WD_01_rough. Draft Standard for Learning Technology—Reusable
Competency Definitions, 2005.
5. IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS Reusable Definition of Competency or Educational Objective - Information Model. Version 1.0. Final Specification, 2002.
6. IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS Content Packaging Information Model. Version
1.1.4. Final specification, 2004.
7. IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS Learning Design Information Model. Version
1.0. Final Specification, 2003.
8. IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS Learning Resource Meta-Data Information
Model. Version 1.2.1. Final Specification, 2001.
9. Advanced Distributed Learning (ADL): Sharable Courseware Object Reference Model
(SCORM). SCORM Content Aggregation Model, 2004.
10. IEEE: IEEE1484.2. The IEEE LTSC PAPI Specification, 2001.
11. IMS Global Learning Consortium, Inc.: IMS LIP Specification, 2001.
12. Duval E. y Hodgins W. A LOM Research Agenda. En WWW2003 Conference, Budapest,
Hungría. Mayo 2003.
13. Wagner E. Steps to Creating a Content Strategy for Your Organization. The e-Learning
Developers' Journal, October 2002.
14. Verbert K. y Duval E. Towards a Global Component Architecture for Learning Objects: A
Comparative Analysis of Learning Object Content Models. En Proceedings of the EDMEDIA 2004 Conference (AACE, 2004).
15. Manero, B. Estudio de la propuesta IMS de estandarización de enseñanza asistida por
computadora. Informe Técnico del Departamento de Sistemas Informáticos y Programación.
Universidad Complutense de Madrid, 2003. http://eaula.sip.ucm.es/informeTecnico.pdf.