Congreso ENC - UWE para entornos virtuales colaborativos de aprendizaje

Encuentro Nacional de Ciencias de la Computación,

ENC'2015

Ensenada B.C 5,6 y 7 Octubre 2015 http://smcc.mx/Facultad de Matematicas de la Universidad Autonoma de

Yucatan http://www.matematicas.uady.mx/

Linea de Investigacion: Inovacion e Informática Educativa

Autores

LIA. Cynthia G. Soto CardinaultDr. Raúl Antonio Aguilar Vera

Dr. Juan Pablo Ucan

UWE para Entornos Virtuales de Aprendizaje

Colaborativos (EVAC)

Ingeniería Web con la Metodología UML-UWE

Orden de presentación

1. Introducción a Entornos Colaborativos (CSCL).2. Ingeniería Web Metodología UML-UWE.3. colaborativos.4. Ejemplo Practico Metodología UML-UWE. 5. Aplicación de la metodología.6. Conclusiones.

IntroducciónEntornos Colaborativos

Que son los entornos colaborativos?

Resaltan cuatro aspectos de aprendizaje relacionados con la colaboración:

situación caracterizada como colaborativa

interacciones caracterizadas como colaborativas

mecanismos de aprendizaje colaborativo

efectos del aprendizaje colaborativo

Los CSCL (Collaborative Virtual Environment) son sistemas que se centran en el uso de la información y la tecnología de la

comunicación como herramienta de mediación dentro de los métodos de colaboración de la instrucción (Koschmann), que

tiene como finalidad la construcción del conocimiento compartido a través de la interacción social de los miembros del grupo que lo

integran.

A través del análisis computacional de las interaccionesdel grupo, es posible:

Analizar y Comprender (los atributos de una entidad)

Controlar (la calidad de algo)

Predecir (las acciones, actitudes, tiempo, costo de algo)

Mejorar (asistiendo el proceso para la calidad de un producto, un proceso, etc.)

Enfoques

Diagrama general para construir el modelo de análisis colaborativo

Aspectos importantes que deben ser planificados durante el diseño de estos entornos son:

la interdependencia positiva (metas, tareas, recursos, roles), la interacción (intercambio de ideas y recursos), la contribución individual (compartir el conocimiento) y la cohesión de grupo (habilidades sociales).

Aspectos importantes que deben ser planificados durante el modelado

Otros aspectos integrales que deben planificarse para cumplir el ciclo evolutivo de este tipo de escenarios, por ejemplo:

planificar las herramientas que del profesor monitorización del desempeño de los estudiantes control de grupos y asignación de tareas pruebas de evaluación y retroalimentación sistemática para

los estudiantes (si aplica).

Ingeniería WebMetodología UML-UWE

UML-Based Web Engineering

Ingeniería Web

“la aplicación de metodologías sistemáticas, disciplinadas y cuantificables al desarrollo eficiente, operación y evolución de aplicaciones de alta calidad en la World Wide Web”

M. Gaedke and G. Gräf, “Development and Evolution of Web-Applications using the Web-Composition Process Model,” 2000.

Se enfoca en el modelado y diseño sistemático de aplicaciones web con alto contenido de interacción, donde además de cumplir con los principios básicos de la Ingeniera de Software, nos obliga a observar la usabilidad, navegabilidad, reusabilidad y mantenimiento entre otros, de los artefactos, componentes, modelos de representación y procesos de la aplicación.

OOHDM (Object-Oriented Hypermedia Design Model)D. Schwabe and G. Rossi, “An Object Oriented Approach to Web-Based Application De-sign,” pp. 1–36.

WebML (Web Modeling Language) WebML, “No Title.” [Online]. Available: http://www.webml.org/webml/page1.do. [Ac-cessed: 14-Aug-2015].

OO-H (Object Oriented approach

UWE-UML de MagicDraw “No Magic.” [Online]. Available: http://www.nomagic.com/products/magicdraw.html.

Metodologías aplicables para Web

UWE es un enfoque de ingeniería de software para el dominio Web con el objetivo de cubrir todo el ciclo de vida de desarrollo de aplicaciones Web. El aspecto clave que distinguen UWE es la dependencia de los estándares.

UWE – UML-based Web Engineering

LMU – Ludwig-Maximilians-Universität MünchenInstitute for InformaticsResearch Unit of Programming and Software Engineering

Basado en normas (por ejemplo UML, MDA) Separación de intereses (contenido,

navegación, presentación, ...) Proceso de desarrollo basado en modelos Chequeo de consistencia de modelo

http://www.omg.org/mof/

MagicUWE - A CASE Tool Plug-in

Soporte de MagicUWE:

Perfil UWE Estereotipos UWE Estructura del paquete UWE Transformaciones de modelo a modelo Recomendaciones para el diseño de modelos

UWE

http://uwe.pst.ifi.lmu.de/posters/MagicUWE.pdfhttp://uwe.pst.ifi.lmu.de/toolMagicUWEReferenceV1.2.html

Menú de Diagramas

Barras de Navegación

Estereotipos

Menú de Transformaciones

Método UWE-UML

El método propuesto por UWE-UML está compuesta por cinco modelos:

Modelo de casos de uso Modelo de contenido Modelo de navegación Modelo de presentación y Modelo de proceso

http://uwe.pst.ifi.lmu.de/posters/MagicUWE.pdf

Ejemplo de modelado de libro de direcciones

Ejemplo PracticoMetodología UML-UWE

Ejemplo del Modelado ConceptualDe un Modelo Computacional de Usabilidad

1. El modelo propuesto en esta tesis parte del acto didácticodonde un grupo de estudiantes interactúan en una situación definida como colaborativa.

2. Partimos del uso de un “Entorno Virtual Colaborativo”diseñado y desarrollado exclusivamente para fines de experimentación, implementando una herramienta de análisis de las interacciones colaborativas, que incluye:a) Proporcionar información sincrónica de su índice de

participación a los estudiantes.b) Proporcionar información asíncrona de la usabilidad

de habilidades colaborativas de los estudiantes y grupos colaborativos al maestro.

1. Premisas

2. Niveles de interacción (Aguilar, R.A. / 2008)

3. Fases del ciclo de gestión de la colaboración (Jerman, P., Soller, A., & Muhlenbrock, M.)

Selección y recolección de

datos de interacción

Comparación del estado actual vs

el estado deseado de interacción

Sistemas de regulación y asistencia

Construcción de un modelo de interacción del

proceso de colaboración

Fase 1

Herramientas Reflejo

Fase 3

Fase 4

Herramientas Meta-cognitivas

Consejo y guía

Evaluación del ciclo de gestión de la colaboración

Fase 2

CSCL

Fase 5

4. Modelo de habilidades

Taxonomía de habilidades conversacionales de aprendizaje colaborativo (Soller, 2001)Structure adapted from McManus & Aiken's Collaborative Skills Network

Diseño de la herramienta de análisis

MODELO DE ANALISIS DE INTERACCION CONVERSACIONAL - “SENTENCE OPENING”

Métricas e indicadores. Métodos de procesamiento. Presentación de resultados. Nivel de asistencia.

Modelo computacional de análisis de las interacciones

Ejemplo de definición de métricas e indicadores

Ejemplo de definición de Métodos

Niveles de dominio

Puntaje (%)

Categoría

Codificación

0-69 No suficiente NS

70-79 Suficiente S

80-89 Satisfactorio SA

90-100 Sobresaliente SS

Ingeniería WebAplicación de la metodología

Ingeniería web del entorno virtual colaborativo

1.Metodología:

1.1 Modelo de casos de uso.1.2 Modelo de contenido.1.3 Diagrama de presentación

Interfaz del maestro o tutorInterfaz del estudiante

1.4 Interfaz del usuario “Tutor” del EVC.1.5 Interfaz del usuario “Alumno” del EVC.

ARQUITECTURA INTERNA

Figura.- Modelo de casos de uso que hace referencia a las funcionalidades generales del sistema CVE+IT en forma abstracta.

1.1 Modelo de casos de uso:

Figura.- Modelo de dominio que hace referencia al contenido general de la CVE+IT desde la perspectiva de la ingeniería web.

1.2 Modelo de contenido:

1.3.1 Diagrama de presentación (Tutor):

1.3.2 Diagrama de presentación (Alumno):

1.4 Interfaz del usuario Tutor (1/2)

Interfaz de interconectividad con el LMS Moodle.

Diseñar actividades colaborativas.

Diseñar modelos de análisis de interacciones de grupo en forma dinámica.

Crear grupos de trabajo (aprendizaje).

Asignar actividades a los grupos de trabajo (aprendizaje).

1.5 Interfaz de análisis de usuario Tutor (2/2)

Acceder a su grupo de trabajo colaborativo. Accesar archivos de tareas para el desarrollo de su actividad. Utilizar el chat. Tener una representación grafica de su comportamiento individual de acuerdo con el

modelo seleccionado de AI. Trabajar el la actividad de aprendizaje asignada en el pizarra virtual.

1.5 Interfaz del usuario Alumno

CONCLUSIONES

Conclusiones:

Esquematizar y describir a través de alguna metodología el modelo conceptual orientado a objetos, el modelo de interfaz abstracta que describe la presentación de objetos de la interfaz y el modelo de navegación que describe la vista de navegación en el modelo conceptual.

Otros modelos (procesos, de casos de uso, etcétera) deben ser agregados para ayudan a detallar el ciclo evolutivo del desarrollo y garantizar una aplicación web de calidad.

Algunos autores como Gaedke [1] encuentra en algunos métodos de los citados, limitaciones en cuanto a ciertos criterios de consistencia, reutilización explicita de componentes, plan de evolución, entre otros, por lo que es importante evaluar diferentes metodologías a fin de determinar que método se acopla mejor a la descripción de nuestra aplicación web.

Referencias Koschmann, T. (1996) Paradigm Shifts and Instructional Technology: An Introduction. In T. Koschmann (Ed)

CSCL: Theory and Practice of an Emerging Paradigm. Laurence Erlbaum Associates Publishers. pp 1-23.

Dillenbourg P. (1999) What do you mean by collaborative learning?. In P. Dillenbourg (Ed) Collaborative-learning: Cognitive and Computational Approaches. Oxford: Elsevier. pp. 1-19.

Vygotsky, L.S. (1978). Mind in society: The development of higher psychological processes. London: Harvard University Press.

Soller, A., Martínez, A., Jermann, P. & Muehlenbrock, M. (2005) From Mirroring to Guiding: A Review of State of the Art Technology for Supporting Collaborative Learning. Int. J. Artif. Intell. Ed. 15, 4 (December 2005), 261-290.

Soller, A (1996-2000) COMPUTATIONAL ANALYSIS OF KNOWLEDGE SHARING IN COLLABORATIVE DISTANCE LEARNING. Dissertation. pp. 33-35

Jerman, P., Soller, A., & Muhlenbrock, M.: From Mirroring to guiding: A review of the state art technology for supporting collaborative learning. Proceedings of the first European Conference on Computer-SupportedCollaborative Learning. Masstricht, The Netherlands (2001) 324-331

Robertson, R. J. & Powers, W.T. (1990) Introduction to modern psychology: The control theory view. Gravel Switch , KY: Control Systems Group.

Aguilar, R.A. (2008), Entrenamiento de Grupos: Una Estrategia Asistida por Entornos Virtuales Inteligentes. TESIS DOCTORAL UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID.

Hutchins , E. (1995) How a cockpit remembers its speeds: Cognitive Science, 19, 265-288. Inaba, A. & Okamoto, T. (1996) Development of the intelligence discussion support system for collaborative learning: Proceedings of ED-TELECOM 96 (pp. 137-142). Boston, MA

Soller, A. & Lesgold, A. (2003) A computational approach to analysing online knowledge sharing interaction. In U. Hoppe, F. Verdejo & J. Kay (Eds.) Proceeding of the 11th International Conference on Artificial Intelligence in Education, AI-ED 2003 (pp.253-260). Amsterdam: IOS Press.

Mc Manus, M. & Aiken, R. (1995) Monitoring computer-based problem solving. Journal of Artificial Intelligence in Education, 6(4), 307-336

Tedesco, P. (2003). MArCO: Building an artificial conflict mediator to support group planning interactions. International Journal of Artificial Intelligence in Education, 13, 117-155.

Gall, J., Borg. W., & Gall, M. (2003). Educational research: An introduction (7th edition). Boston: Pearson Education.

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE YUCATANFACULTAD DE MATEMATICAS

MAESTRÍA EN CIENCIAS COMPUTACIONALES

Gracias:

LIA. Cynthia G. Soto CardinaultDr. Raúl Antonio Aguilar Vera

Dr. Juan Pablo Ucan

We thank the support of the Secretariat of Public Education (Mexico) for the financial support at registered project: PROFOCIE-2014-31-13; as well as the support of the National Council of Science and Technology

(Mexico) for scholarship CONACYT- CVU-552999.