Entorno virtual de enseñanza - aprendizaje de modelos de redes

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2003
Resumen: E-018
Entorno virtual de enseñanza - aprendizaje
de modelos de redes neuronales artificiales.
García, Lucrecia M.1 - Mariño, S. I.1-3 - Pecorelli, Christian G.2
1. Departamento de Informática - 2. Proyecto y Construcción de un Equipo Electrónico - Depto. de Ingeniería.
Facultad de Cs. Exactas y Naturales y Agrimensura - UNNE.
9 de Julio 1449 - (3400) Corrientes - Argentina.
E-mail: lmglago@hotmail.com - msonia@exa.unne.edu.ar
3. Departamento de Ciencias de la Información - Facultad de Humanidades - UNNE.
Av. Las Heras 727 - (3500) Resistencia - Chaco - Argentina.
ANTECEDENTES
En la mayoría de las aulas de la educación superior, la transferencia y disposición del material de clase es entregado en
forma expositiva y apoyada con material impreso. El alumno debe: i) asistir presencialmente, ii) tomar apuntes, iii)
consultar en el momento oportuno, iv) complementar o reforzar sus conocimientos con el material impreso.
Las tecnologías de la información y la comunicación (TIC), pueden ser definidas como un conjunto de aplicaciones
tendientes al tratamiento de la información en múltiples formas.
Es relevante maximizar las posibilidades que aportan las tecnologías con el fin de desarrollar e implementar técnicas y
mecanismos sencillos de aplicar en los niveles medios y superior de la educación. En este trabajo se diseñó, desarrolló
y en breve se implementará un entorno virtual de enseñanza - aprendizaje que posibilite la profundización de un tema
complejo como son Las Redes Neuronales Artificiales (RNA) ([4], [8], [9] y [14]). Los contenidos incorporados al
entorno virtual presentado, se podrían emplear para acompañar al proceso de enseñanza - aprendizaje de un curso de
actualización y/o perfeccionamiento relativo a esta temática o como unidad en la asignatura Inteligencia Artificial,
propuesta como optativa en el Plan de Estudios de la carrera de Licenciatura en Sistemas de Información (FACENA).
MATERIALES Y METODOS
La metodología aplicada en la construcción del entorno, se basó en las etapas contempladas por distintos autores como
[5] y [10] para el diseño y desarrollo de software educativo
1. Diseño del entorno virtual de aprendizaje. El diseño de un entorno educativo se inicia con la definición de los
requerimientos que contempla el contenido y la utilidad del sistema, detallando el propósito del mismo, estableciendo el
tipo de usuario al que estará dirigido y la plataforma en la cual se instalará. Se contemplaron características relacionadas
con: i) interactividad, ii) integración de contenidos en múltiples formatos, iii) herramienta didáctica orientada a
profundizar conceptos.
2. Selección y preparación de contenidos. Los contenidos incorporados en el entorno virtual tienen como finalidad
introducir al estudiante en los fundamentos de las redes neuronales artificiales, sus aplicaciones en la resolución de
problemas de clasificación, asociación y aproximación y en los algoritmos de entrenamiento para diferentes
configuraciones.
3. Selección de herramientas. Actualmente se disponen de numerosos formatos digitales que facilitan la construcción
de entornos virtuales de aprendizajes. En la construcción del entorno virtual de aprendizaje se empleó HTML ([3], [6] y
[11]). Además, se emplearon diversas herramientas para la generación de los elementos incorporados a las páginas web,
como editores gráficos y la conversión de los documentos Word en formato pdf en línea desde el sitio web de Adobe.
Se desarrollaron animaciones orientadas a facilitar la comprensión de contenidos teóricos. Para la generación de los
autoevaluativos disponibles y para la administración de la base de datos se emplearon lenguajes de programación del
lado del cliente y del servidor ([1], [2] y [7]).
4. Desarrollo del entorno virtual. A partir de los contenidos especificados se diseñó el entorno virtual. Se desarrolló
una versión preliminar, orientada a comunicar la visión esperada en el producto final. En el prototipo se incluyó una
idea de la interfase ([12] y [13]), la funcionalidad, el estilo en el tratamiento de contenido y el estilo con el cual se
integran todos los medios en el sistema final. Se realizaron las siguientes tareas: i) Diseño de las interfases, ii)
Desarrollo de una base de datos relacional, iii) codificación de rutinas de programación necesarias para otorgar
funcionalidad al sistema, iv) Creación de contenidos animados, v) Generación de autoevaluaciones.
5. Integración de contenidos. Consistió en la incorporación de los contenidos y elementos en las páginas hipermedias.
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6. Validaciones. Finalizado el desarrollo del entorno de aprendizaje, es imprescindible verificar el correcto
funcionamiento del mismo. Se deben implementar validaciones internas o con los docentes intervinientes en el proyecto
y validaciones externas, las que son realizadas con un grupo de estudiantes que adoptarán este sistema como medio
complementario de enseñanza-aprendizaje. Hasta el momento, se realizaron verificaciones tendientes a evaluar las
interfases, la navegación y la modalidad de presentación de los contenidos.
RESULTADOS
El entorno virtual de enseñanza – aprendizaje propuesto tiene por objeto brindar a los estudiantes medios
complementarios para afianzar sus conocimientos, sin restricciones espacio – temporales. Consta de una página
principal y de un menú de navegación desde el cual se accede a los contenidos A los efectos de facilitar la navegación,
desde cada página se accede a la página principal del sitio y a la página de la categoría a la cual esta pertenece,
indicando en todo momento en el lugar en que se encuentra el alumno. A continuación se describe el entorno y sus
módulos componentes, que pueden distribuirse de manera independiente.
Entorno de gestión de alumnos. Facilita la administración de los estudiantes registrados en la asignatura. El alumno
ingresará el número de libreta universitaria para consultar la información relacionada a su desempeño en la asignatura.
Se desarrollaron interfaces de gestión de errores.
Entorno de gestión de profesores. Brinda un conjunto de opciones destinadas a la manipulación de la información de
los alumnos. El acceso al conjunto de opciones disponibles desde esta interfaz se gestiona mediante contraseñas. El
entorno contiene un menú con varias opciones que permiten al usuario realizar las diferentes acciones: altas,
eliminaciones, modificaciones y consultas de los alumnos.
Entorno de enseñanza – aprendizaje. Los contenidos teóricos se presentan en diversos formatos: presentaciones
animadas, en formato pdf o en formato para descargar y descomprimir. Los ejemplos relacionados a los contenidos,
desplegados como animaciones (Fig. 2). Se incluye la explicación del mismo. Se dispone de un sistema de
autoevaluación en línea (Fig. 3). Las tutorías serán mediatizadas por el empleo del correo electrónico. Asimismo, se
generó un formulario interactivo para facilitar la gestión de las consultas docentes-estudiantes. Esta interfaz orienta al
alumno en la redacción de cuestiones referidas no sólo a los contenidos sino también a temas de interés general de la
asignatura. Asimismo, se incluye una lista de enlaces a herramientas informáticas.
Figura 1. Interfaz inicial del entorno virtual
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Figura 2. Simulación de un modelo de red neuronal
Figura 3. Autoevaluativo en línea
CONCLUSIONES
Los entornos virtuales vistos como medios facilitadores del aprendizaje constructivista, constituyen espacios
articuladores de los contenidos teóricos y prácticos y potenciadores del desarrollo de actividades cooperativas y
colaborativas. Su desarrollo se orientó a dar respuesta a la profundización de los conocimientos teóricos que serán
proporcionados en las clases presenciales, fomentar el interés por temas relacionados con la construcción de modelos de
redes neuronales artificiales. Aplicando la misma metodología, se tiene previsto desarrollar entornos similares para
otros temas tratados en la asignatura “Inteligencia Artificial”.
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REFERENCIAS
[1] Anónimo. Javascript. Métodos avanzados. En: http://www.webteacher.org/Espanol/
[2] Anónimo. Javascript. En: http://html.programacion.net/js/
[3] Benítez Corbacho, A. 2000. Frontpage 2000 Guía Practica. Ed. Anaya Multimedia
[4] Castillo, E., A. Cobo, J. M. Gutiérrez y R. E. 1999. Pruneda. Introducción a las redes funcionales con aplicaciones.
Un nuevo paradigma funcional. Ed. Paraninfo
[5] CCPM. Centro de Computación Profesional de México. 2001. Multimedia Aplicada. Mc. Graw Hill.
[6] Elderbrock, D. 1999. El libro de Microsoft Frontpage 2000. Ed. Anaya Multimedia.
[7] Gonzalez Moreno, O. 2001. VBScript y programación ASP. Anaya Multimedia..
[8] Freeman J. A. & Skapura D. M. 1991: Redes Neuronales. Algoritmos, aplicaciones y técnicas de programación.
Addison-Wesley Iberoamericana S.A.y Ed. Díaz de Santos S.A.
[9] Klerfors D. & Huston T. L. 1998: Artificial Neural Networks. An individual project within MISB-420-0. St. Louis.
Saint Louis University. School of Business & Administration. http://www.hj.se/~de96klda/NeuralNetworks.htm
[10] Kendall, K. E. & Kendall, J. E. 1991. Análisis y diseño de sistemas. Editorial Prentice - Hall Hispanoamericana,
S.A.
[11] Martins Carrizo, M. B. 2000. Frontpage 2000 Guía Visual. Ed. Gyr.
[12] Noguera Oliver, M. López-Polín Hernanz, C. y Salinas Ibáñez, J. El interfaz de usuario. En:
http://www.filos.unam.mx/POSGRADO/seminarios/pag_robertp/paginas/interfaz.htm
[13] Pere Marquès. Diseño y evaluación de programas educativos. En: http://www.xtec.es/~pmarques/edusoft.htm
[14] Rzempoluck E. J. 1997. Neural Networks Data Analysis Using Simulnet. Springer.