2012 06 19 (upm) emadrid iortiz ucm aplicacion tecnicas ingenieria lenguaje modelado educativo

III Jornadas eMadrid Madrid, 18-19/6/2012

Iván Martínez Ortiz [email protected]

Aplicación de Técnicas de Ingeniería de Lenguajes al Campo del Modelado

Educativo Iván Martínez Ortiz

Bajo la dirección de los Doctores: Baltasar Fernández Manjón y José Luis Sierra Rodríguez

III Jornadas eMadrid, Madrid, 18-19/6/2012 Aplicación de Técnicas de Ingeniería de Lenguajes al Campo del Modelado Educativo 1

Contenidos

Introducción

Motivación y objetivos

Desarrollo del trabajo

Caso de estudio

Conclusiones y Trabajo Futuro

Modelado Educativo

El modelado educativo tiene como objetivo hacer explícito el proceso de enseñanza que lleva a cabo un profesor El resultado de este proceso se denomina diseño

educativo.

No existe un consenso generalizado acerca de cómo documentar un diseño educativo

Las diferentes aproximaciones se pueden clasificar en Diseños informales

Descripción en lenguaje natural. Diseños estructurados en base a plantillas

Contienen un conjunto de aspectos genéricos. Pueden darse pautas que se incluyen en una guía de uso que

acompaña la plantilla Diseños formalizados mediante un Lenguaje de Modelado

Educativo (EML)


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Lenguajes de Modelado Educativo

Los EMLs permiten "formalizar/describir con detalle" el proceso (completo o en parte) de enseñanza/aprendizaje. E.j. Diseño de un curso, de una actividad de un curso…

Los EMLs proporcionan Una sintaxis que clarifica qué se puede describir y Una semántica que determina el significado de las

construcciones del lenguaje

Ventajas de los diseños educativos formalizados con EMLs Pueden ser procesados por una herramienta informática Se facilita el intercambio de diseños educativos al

utilizarse una notación consistente Vocabulario común entre personal técnico y educadores.


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Clasificación de los EMLs

Hasta la fecha el interés de la comunidad educativa e investigadora ha promovido la aparición de numerosos EMLs

En base a la generalidad de los EMLs, estos pueden clasificarse en las siguientes categorías Lenguajes de propósito específico Lenguajes de estructuración de objetos de aprendizaje

(LO) Lenguajes basados en actividades

Existen iniciativas de EML tanto con carácter estándar como específicas


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Lenguajes de Modelado Educativo

Limitaciones El uso de los EMLs no es inmediato. Los diseños educativos son más costosos de crear

Habitualmente es necesario describir con mayor detalle la estrategia de enseñanza

El éxito del EML está relacionado con La expresividad del propio lenguaje El soporte tecnológico que ofrezca

Herramientas de autoría que faciliten su uso Soporte de ejecución en los LMS


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Ingeniería de Lenguajes y Lenguajes Específicos de Dominio

Lenguajes Específicos de Dominio (DSLs) Lenguajes de especificación. Expresividad restringida para resolver problemas de un

dominio concreto. Habitualmente declarativos. Orientados a los usuarios finales. Larga tradición en informática

Ingeniería de Lenguajes Software (SLE) Centra el desarrollo de las aplicaciones software en torno

a la definición, implementación y uso de DSLs. Las herramientas se pueden generar a partir de la

definición del DSL de manera automática. Tiene como objetivo facilitar el desarrollo y

mantenimiento de los DSLs y sus herramientas.


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Motivación de la Tesis

Pese al potencial de los EMLs su aplicabilidad es limitada

La idea original de EML es interesante Los diseños educativos son procesables automáticamente

Vocabulario común entre personal técnico y personal

docente

Permite a los profesores "programar" y particularizar los LMS desde el punto de vista educativo.


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


La propuesta <e-LD>

(O1) Facilitar la adopción de los EMLs (A1.1) Crear EMLs específicos para autoría cercanos a la

notación y vocabulario de los profesores (A1.2) Integrar a los profesores en el proceso de creación

y mantenimiento de EMLs específicos de autoría (A1.3) Promover el uso de notaciones visuales para los

EMLs de autoría

(O2) Fomentar la reutilización de diseños educativos existentes (A2.1) Considerar conjuntamente los procesos de autoría

y reutilización en el diseño e implementación de las herramientas de soporte del EML

(A2.2) Proporcionar herramientas de análisis de diseños educativos existentes como parte de las herramientas de autoría del EML.


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


(A1.1) Crear EMLs específicos para la autoría

Para simplificar el proceso de autoría es necesario elevar el nivel de abstracción

EMLs de autoría DSLs cercanos a la notación y vocabulario que utilizan los

profesores para describir su proceso de enseñanza/aprendizaje

Expresividad limitada y adaptada a las necesidades específicas de una comunidad de profesores concreta

Centrados en la parte educativa simplificando al máximo los detalles técnicos

Evolucionan según las necesidades de los profesores

EMLs de intercambio EML utilizado a modo de "lenguaje máquina“ Evolucionan según las necesidades tecnológicas.


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


(A1.2) Integrar a los profesores en el proceso de creación y mantenimiento de EMLs de autoría

<e-LD> propone un modelo de proceso colaborativo que integre a los profesores y desarrolladores durante la creación y mantenimiento de los EMLs de autoría

Tools Provisioning

Design of Authoring EML

Authoring EML

UoL importation

Importer

UoL

UoL in authoring EML Problems' report

Refactoring process

Authoring Tools

instructors

Developers

Tools Provisioning

Design of Authoring EML

UoL importation

Refactoring process

Assess

Describe the domain

Import

Refactors

Assess

Assess

Build the tools

Conceptualize and formalize

the model


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


(A1.3) Promover el uso de notaciones visuales

El EML de autoría puede tener varias notaciones Ej: textual, gráfica, XML

La aproximación <e-LD> promueve el uso de notaciones gráficas Sirven tanto para diseñar como para documentar. Reducen la dificultad de creación de diseños complejos Son particularmente útiles en el proceso de reutilización Experiencias positivas con notaciones gráficas como

LAMS y en otros dominios


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


(A2.1) Considerar conjuntamente los procesos de autoría y reutilización

En la propuesta <e-LD> se aborda la reutilización desde los siguientes frentes

Integrando la reutilización en la autoría (A1.2)

Facilitando la documentación de los diseños (A1.3)

Compatibilidad con EMLs estándar Exportación

Traducción de EML de autoría a EML de intercambio (estándar)

Importación Traducción del EML de intercambio al EML de autoría Problemática, debido a diferencias estructurales,

semánticas y de expresividad entre EMLs de autoría e intercambio


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


(A2.2) Herramientas para el análisis de diseños educativos existentes

Como paso previo a la reutilización es necesario comprender el diseño educativo a reutilizar

En <e-LD> se proponen

Vistas hipertextuales que permitan Navegar entre los diferentes componentes relacionados

del diseño educativo. Obtener una visión de la organización global del diseño

educativo con varios niveles de detalle.

Vistas específicas para analizar elementos complejos de los diseños educativos. Análisis de interdependencias entre los elementos del

diseño.


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Caso de estudio

Aunque el enfoque es general y aplicable a otros EMLs, se ha utilizado IMS-LD como caso de estudio.

IMS LD destaca entre las propuestas de EMLs por Su versatilidad Propuesta de carácter estándar. Numerosos proyectos y grupos de investigación trabajan

con esta especificación.

IMS-LD está estructurado en capas para hacerlo más manejable Nivel A Núcleo y elementos básicos del lenguaje Nivel B Elementos de personalización Nivel C Notificación y aumenta las características de

personalización


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Limitaciones de IMS-LD

Complejidad de la especificación Alta expresividad debido al nivel B. Incluye elementos técnicos y de bajo nivel no relacionados

con el proceso de enseñanza. La notación XML es compleja de utilizar

Inexactitud e incoherencias en la especificación Falta de una definición formal de la semántica del

lenguaje

Falta de herramientas usables para crear diseños educativos con IMS-LD Esfuerzos como ProlixGLM, ReCourse intentan mitigar

este problema.

<e-LD> Author permite crear y analizar diseños educativos compatibles con IMS-LD A y B.


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Notación visual del EML de autoría en <e-LD> Author

–

If3–

If Else

–

If4–

If

Learning Design1–

–

Play1

–

–Act 1–

–

–

Role Part1–

Choice1–

–

Support Activity1Learning Activity1

–

Sequence1–

Support Activity1

Staff

Teacher

Learner

Student

Advanced student

Obj 1 Obj 2 Obj 3

First module objective Second module objective

Primary course objective

Obj 4

Student

Secondary course objective

Teacher


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Autoría <e-LD> Learning to listen Jazz (revisado)


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Autoría <e-LD> Author: Learning to listen Jazz (revisado)


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Notación visual frente al equivalente en notación XML

<imsld:components> <imsld:activities> <imsld:learning-activity identifier="A1"> <imsld:title>Activity 1</imsld:title> </imsld:learning-activity> <imsld:learning-activity identifier="A2" isvisible="false"> <imsld:title>Activity 2</imsld:title> </imsld:learning-activity> <imsld:activity-structure identifier="AS1" structure-type="selection"> <imsld:title>Sequence1</imsld:title> <imsld:learning-activity-ref ref="A1"/> <imsld:learning-activity-ref ref="A2"/> </imsld:activity-structure> <-- ... --> </imsld:activities> <-- ... --> </imsld:components> <-- ... --> <imsld:role-part> <imsld:role-ref ref="student"/> <imsld:activity-structure-ref ref="AS1"/> </imsld:role-part> <-- ... --> <imsld:conditions> <imsld:if> <-- exp goes here--> </imsld:if> <imsld:then> <imsld:show> <imsld:learning-activity-ref ref="A2"/> </imsld:show> </imsld:then> <-- ... --> </imsld:conditions> <-- ... -->

Extracto de la notación IMS-LD equivalente

–

Student–

Activity1

–

–

If1–

If

Activity 2

Sequence1–


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


<e-LD> Author: Análisis (GeoQuiz)


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


<e-LD> Author: Análisis de las dependencias en GeoQuiz

Condiciones Propiedades Elementos globales

play, act, role-part, activity


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


<e-LD> Author: Análisis (Resumen de la UoL)


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


<e-LD> Author: Análisis (Análisis del method)


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Conclusiones

Los EMLs son un tipo particular de DSL

La adopción de los EMLs se simplifica y fomenta Acercando la terminología de los EMLs a la notación y

terminología utilizada por los profesores Proporcionando notaciones fáciles de usar Proporcionando herramientas fáciles de usar

La reutilización de diseños educativos existentes es posible Proporcionando herramientas de análisis Manteniendo la compatibilidad con estándares

La SLE facilita el proceso de creación de EMLs y sus herramientas asociadas.


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Líneas de Trabajo Futuro

Aplicación de las ideas de la propuesta <e-LD> a las simulaciones y juegos educativos

<e-LD> Author Mejorar la usabilidad Añadir soporte para IMS-LD nivel C Completar y convertir en producto

Aproximación <e-LD> Mejorar el proceso de importación y reingeniería

Creación de un DSL-Toolkit para EMLs

Creación de un motor de ejecución de IMS-LD basado en tecnologías de procesos de negocio


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Autoría de videojuegos educativos

WEEV: Writing Environment for Educational Videogames (Entorno de escritura de videojuegos educativos) Desarrollo de juegos centrado en la historia/narrativa. Basada en la experiencia del EML que utiliza eAdventure Motivado por la problemática de crear/reutilizar

videojuegos de cierto tamaño. Doctorando Eugenio Jorge Marchiori Tesis codirigida con Baltasar Fernández Manjón, en

proceso de depósito.


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Enfoque WEEV

Los pilares de WEEV son Creación de videojuegos basados en hacer explícito el flujo

de la narrativa del mismo. Utilización de una notación visual para

documentar/crear el flujo de la narrativa del videojuego. Transformación de la notación visual en la notación de

más bajo nivel que interpreta el motor de eAdventure

Evolución del enfoque De un asistente a un entorno de edición


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Lenguaje visual WEEV (1)

Representación visual explícita de la historia Otras opciones: representación implícita, representación

textual explícita

Basado en una máquina de estados


Contenidos

Introducción



Caso de estudio



Mejoras en la representación, uso de secciones de historia para reducir complejidad visual


Contenidos

Introducción



Caso de estudio



Uso de nodos de multi-interacción, para reducir ramificaciones (casos exponenciales, para acciones fuera de orden)

Representaciones evolucionan, primer intento no lo entendió ningún usuario


Contenidos

Introducción



Caso de estudio



Características educativas Evaluación

Ayudas


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


La herramienta WEEV

Edición basada en los tres elementos de WEEV: Actores, Mundo e Historia


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Ejemplos de desarrollos multidisciplinares (1)

El enfoque se aplicó para la creación de un juego real

Enseñar primeros auxilios a estudiantes de bachillerato


Contenidos

Introducción



Caso de estudio



El enfoque se aplicó para la creación de un juego real

Enseñar primeros auxilios a estudiantes de bachillerato


Contenidos

Introducción



Caso de estudio



Juego de inglés, desarrollado junto con profesora

Creado usando WEEV


Contenidos

Introducción



Caso de estudio


Preguntas

Gracias por su atención !

Iván Martínez Ortiz [email protected]

Documents

2012 06 19 (upm) emadrid iortiz ucm aplicacion tecnicas ingenieria lenguaje modelado educativo