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UNIVERSIDAD DE COSTA RICA VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIÓN

Unidad de Gestión de Proyectos

FORMULARIO PARA LA PRESENTACIÓN DEL INFORME FINAL

1. Información general:

Código: VI-748-B2-268

Nombre del proyecto, actividad o programa:

Diseño e implementación de mejoras y nuevas funcionalidades en el Sistema para el Análisis de Problemas "Participate in the Action" (SAEP-PitA) Fase 3

Programa de adscripción:

Unidad base: Observatorio del Desarrollo

Otras unidades cola-boradoras:

Escuela de Ciencias de la Compu-tación e Informática

Período vigencia original: 06/08/2012 al 31/12/2013

Fecha de presentación de informe: 31 de marzo de 2015

Investigador(a) principal (Nombre, carga, período):

Álvaro Fernández González, 5 horas (6 de agosto 2012 – 31 de diciembre 2013), 10 horas (1 de enero a 31 diciembre del 2014)

Otros(as) investigadores(as) partici-pantes (Nombre, carga, período):

Javier Vásquez Morera, 10 horas (06/08/2012 al 31/12/2013)

Período de ampliación: 1 de enero a 31 diciembre del 2014

2. Resumen ejecutivo del proyecto, programa o actividad (mínimo 200, máximo 500 palabras)

El proyecto ha logrado instalar en el servidor del Observatorio del Desarrollo una plataforma de información geográfica en línea para registro y análisis de datos por parte de docentes y otros usuarios (ver http://iesa.odd.ucr.ac.cr), utilizada durante 2012-2013 en 16 centros educativos (escuelas y colegios) de las Regiones Brunca y Metropolitana, con 44 registros subidos por los usuarios. Durante 2014 e inicios de 2015 (en colaboración con la Universidad de York en Toronto) se renovó el sitio con la última tecnología de gestión de contenidos Drupal, enmarcando el sistema Leaflet de información geográfica en línea para dispositivos móviles. El nuevo sitio Web IESA/SAEP-3 tiene módulos para crear estaciones de monitoreo y subir datos de monitoreo, incluyendo un catálogo de especies y avistamientos. Ha habido mucho interés del MEP en utilizar estos recur-sos para la actualización profesional de sus docentes en diversas zonas geográficas del país; la solicitud más reciente (ver oficio DRESJO-DAP-531-2014), en diciembre pasado, vino de parte de la Dirección Regional de Educación San José Oeste (Mata Redonda, Pavas, Escazú, Santa Ana y La Uruca-Tibás), buscando nuestro apoyo con el fin de dar capacitación a los coordinadores del Programa Bandera Azul Centros Educativos para que desarrollen acciones IESA/SAEP-3 como parte del logro de Bandera Azul. El desarrollo de la plataforma ha con-tado con la colaboración de los profesores Alan Calderón y Javier Vásquez, de la Escuela de Ciencias de la Computación e Informática, en sus los cursos de Ingeniería de Software y Simulación, y en 2015 un grupo de estudiantes del Prof. Calderón está desarrollando el prototipo de juego educativo creado en 2013. Se está bus-cando dar seguimiento al uso de la plataforma IESA/SAEP-3 con la Escuela de Formación Docente y la Escuela de Biología.

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3. Desarrollo y ejecución (qué se hizo y cómo):

Objetivos específicos y metas Actividades desarrolladas Dificultades, formas de resolverlas y pendientes

En esta fila se indican dificultades de orden más general que las relativas a los objetivos específicos.

2013:

- Dificultad: Pérdida en setiembre del asistente inicial Carlos An-drés Méndez (con gran experiencia en el diseño y desarrollo del SAEP desde 2010, pero con una oferta laboral alternativa) y dificultad para reemplazarlo debido al momento en que esto ocurre dentro del ciclo lectivo.

- Resolución: Designación del estudiante Randald Rodríguez du-rante el primer semestre de 2014 en forma retroactiva e inclu-yendo el ciclo de diciembre.

2014:

- Dificultad: Pérdida del estudiante Randald Rodríguez en julio.

- Resolución: Designación de un sustituto, el estudiante Andrés González, desde agosto hasta noviembre.

- Dificultad: Decisión del investigador colaborador Prof. Javier Vásquez de no formalizar su participación, por cambios organi-zacionales en la Escuela de Computación.

- Resolución: El Prof. Vásquez ofreció mantener de manera in-formal su compromiso de colaboración. Sin embargo, esto ha afectado el desarrollo de los objetivos específicos 2 y 3. Ver de-talles abajo, por objetivo.

- Dificultad: Acceso a Google Maps como capa básica de visuali-zación en el sistema de información geográfica en línea, vincu-lada a acceso abierto de los usuarios para la creación de esta-ciones de monitoreo y subida de datos de monitoreo.

- Dificultad: problemas de seguridad en el servidor del OdD, in-cluyendo vulnerabilidades especialmente de Joomla como ges-tor de contenidos (utilizado en todo el sitio y también con el

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Objetivos específicos y metas Actividades desarrolladas Dificultades, formas de resolverlas y pendientes

SAEP), pero además algunas relacionadas con limitaciones para la actualización de pMapper como interfaz de visualización para el sistema de información geográfica en línea).

- Resolución: Migración de la plataforma a Drupal como gestor de contenidos (recomendado por el Centro de Informática para toda la Universidad de Costa Rica) y Leaflet como interfaz de visualización de tecnología móvil para el sistema de infor-mación geográfica en línea. Esto se inició durante el primer se-mestre (antes de la crisis de vulnerabilidad general en el sitio del OdD), y se continuó bajo el acuerdo colaborativo propuesto en setiembre con la Universidad de York en Toronto, cuyo pro-yecto de Corredor Virtual COBAS estaba implementando estas mejoras desde el primer semestre. Los resultados de esta tran-sición se completaron en marzo de 2015.

- Pendiente: 1) Actualización de algunos módulos de COBAS para que refle-jen los contenidos y funcionalidades específicas del SAEP (en proceso durante marzo, con apoyo de Carlos Andrés Méndez). 2) Uso de esta nueva plataforma SAEP propuesto a unidades y organizaciones interesadas: escuelas de Formación Docente, Biología y Computación en la UCR (correo del 19 de marzo de 2015); Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (correo del 19 de marzo de 2015); OET Estación Las Cruces (co-rreo del 27 de marzo de 2015); Reserva Playa Tortuga (correo del 27 de marzo de 2015).

- Dificultad: Necesidad de tomar 58 días de vacaciones a lo largo del año (equivalentes a tres meses de trabajo) por parte del in-vestigador principal, requeridos por la realización de labores extrauniversitarias (según consta en la declaración jurada de horarios), de enfermedad en la familia y también para avanzar en el disfrute de 99 días de vacaciones acumulados en años an-teriores.

- Resolución: Solicitud y aprobación de prórroga de compromiso

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Objetivos específicos y metas Actividades desarrolladas Dificultades, formas de resolverlas y pendientes

para la preparación del informe final.

Objetivo 1: Revisar el diseño y mejorar la programación de la Fase 2 para el ingreso de datos en el componente de software “Estaciones de Monitoreo”.

Meta 1: Diseñar y validar gráficos y herra-mientas de usabilidad para que la creación de estaciones de monitoreo sea más intuitiva para el usuario final. Meta 2: Diseñar y validar la captura de datos registrados remotamente Meta 3: Diseñar y validar la capacidad de po-ner datos de diversos gestores en internet. Meta 4 (Ampliación 2014): Proveer un selec-tor y buscador de categorías y colecciones si-milar a http://www.ala.org.au/ Meta 5 (Ampliación 2014): Crear y ejecutar modelos flexibles o configurables

M1 a:Probar con usuarios finales las fun-cionalidades concluidas en la Fase 2 (es-taciones de monitoreo, consultas y análi-sis) para retroalimentar el diseño de la Fase 3 M1 b: Aplicación para simplificar crea-ción de estaciones de monitoreo M1c:Creación de diversas estaciones de monitoreo M1d: Modificación del protocolo de aguas para que sirva a estudiantes de se-cundaria, biólogos y funcionarios públi-cos de diversas dependencias. M2a: Aplicación web para registrar re-motamente datos de una colección (pro-tocolo de aguas) M2b: Investigación y prototipaje de apli-caciones en android que usen mapas, fo-tografías y bases de datos M3: Se implementaron servicios web para ofrecer datos y para cargar datos a la plataforma M4: Avance parcial, con módulos para la selección y búsqueda de categorías y co-lecciones en la sección de catálogo de

2013:

- Dificultad: Aplicación web: permitir creación dinámica de repo-sitorios, con diversos tipos de datos. Se resolvió mediante php, postgres , json y webservices

- Dificultad: Aplicación de escritorio con exportación de datos: selección en tiempo de ejecución de los componentes visuales a usar. Se resolvió diseñando e implementando un generador de interfaces gráficas de usuario.

- Resolución: 1) Se programó la aplicación para que el usuario genere la in-terfaz de captura de datos, eligiendo en tiempo de ejecución el tipo de componente con que desea mapear los distintos cam-pos en la interfaz, y posibilitando la inserción de datos 2) Se completó la migración de esta funcionalidad a la nueva plataforma Drupal/Leaflet en marzo de 2015

2014:

- Dificultad: Por falta de participación del Prof. Javier Vásquez, el cumplimiento de las metas 4 y 5 solo fue posible en forma par-cial. En la versión actual (en línea) del SAEP-3 existen módulos para la selección y búsqueda de categorías y colecciones, y se logró crear una plataforma configurable mediante módulos de Drupal y Leaflet, pero no se han programado todavía para to-dos los casos de uso requeridos.

- Pendiente: Aunque no era un compromiso previsto, se pro-yecta como adición de mayor flexibilidad la posibilidad de ad-ministrar las operaciones básicas (Modificación de datos, Bo-rrado de datos, consulta de datos), que sería óptimo imple-mentar si hubiera tiempo y recursos adicionales.

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Objetivos específicos y metas Actividades desarrolladas Dificultades, formas de resolverlas y pendientes espcies y avistamientos, pero no en la del mapa SIG. M5: Avance parcial, con una plataforma flexible y configurable en Drupal y Le-aflet

Objetivo 2: Identificar y probar interfaces de software libre para el análisis estadístico requerido por el componente de consultas y el de simulación.

Meta 1: Investigar alternativas de software li-bre estadístico que pueda comunicarse con SAEP-PitA. Meta 2: Identificar y probar componentes de software libre que permitan comunicarse con el software estadístico, utilizando datos sumi-nistrados por las estaciones de monitoreo.

M1: Se analizó el uso de STATA, de Sys-tem R y Octave M2:Se prototipó el llamado desde php a funciones en System R

2013:

- Dificultades: M2: System R no es multitarea. Actualmente se hacen pruebas que intentan solucionar este problema mediante el uso de apli-caciones de mercado que incorporar R y son multitarea

- Pendiente: 1) Probar StatAce. 2) Probar la integración de R con java mediante el paquete jvmr que resuelve el paso de datos bidireccionalmente. Al contener un interpretador de R empotrado en java, se resolvería el pro-blema de la atención multitarea

Objetivo 3: Precisar la conceptualización y diseñar casos de uso específicos del componente de software “Simulador”, para una aplicación de prueba con la red de monitoreo y restauración en la cuenca del Río Volcán.

Meta 1: Diseñar en forma preliminar casos de uso específicos de simulación en gestión de cuencas con actores sociales según las reglas de Ostrom. Meta 2: Investigar opciones de software de si-mulación para estos casos de uso que permi-tan al usuario acciones de edición (i.e. inser-tar, modificar, eliminar y consultar). Meta 3: Conceptualizar, diseñar y validar una

M1: Se han ensayado modelos matemá-ticos para el manejo de temperatura, aci-dez y turbidez del agua, además de que un modelo simplificado para el manejo de la erosión por lluvias. M2: Identificación y ajuste de modelos matemáticos M3:ninguna M4a:

2013:

- Dificultades: M1: Los modelos realistas requieren el uso de expertos, porque de lo contrario, los resultados podrían ser erróneos y conduces a falsas conclusiones o expectativas. No siempre se poseen los datos necesarios para alimentar dichos modelos.

- Resolución: a. Usar modelo simples que solo describan los datos recopilados b. Usar modelos simplificados que muestren en un ambiente controlado el resultado de diversas políticas para la administra-ción de la sección de una cuenca, particularmente en lo ati-nente a erodabilidad (usando una versión simplificada de la fór-mula USLE)

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Objetivos específicos y metas Actividades desarrolladas Dificultades, formas de resolverlas y pendientes versión preliminar de programación que per-mita la aplicación de este software en el SAEP. Meta 4 (Ampliación 2014): Diseñar y desarro-llar la simulación educativa sobre uso de sue-los y calidad de aguas

1) Boceto de simulación en HubNet ba-sada en simulación de RiverWeb 2) Prototipo inicial desarrollado por estu-diantes del curso de Simulación, con el Prof. Alan Calderón. M4b: Boceto de juego educativo de roles para protección de aguas en cuencas, de-finido y desarrollado en versión alfa, en proceso de mejora con estudiantes del curso de Ingeniería de Software 2015, del Prof. Alan Calderón

- Pendientes: Implementar interfaces de usuario que permitan ensayar con diversos valores en algunos de los factores de la fórmula 2014: M4a, M4b:

- Dificultades: En 2014 el Prof. Calderón cambió su metodología de trabajo para el curso de Ingeniería de Software, no utili-zando usuarios reales (como el proyecto VI-748-B2-268) en In-geniería 1 (el primer semestre del curso, que se imparte en el segundo semestre del ciclo lectivo), sino a partir de Ingeniería 2. Ver correo del 12 de noviembre de 2014, en respuesta a la solicitud planteada en correo del 6 de junio.

- Resolución: M4a: En febrero de 2015 el Prof. Calderón decidió incluir el desarrollo del juego SAEP-PitA como opción de “usuario real” (dueño de producto, en el método SCRUM) para sus estudian-tes de Ingeniería de Software 2, que se imparte en el primer semestre del ciclo lectivo. En el momento de escribir este in-forme, hay tres estudiantes trabajando en el desarrollo del di-seño y primer prototipo del juego completado en 2013.

- Pendientes 2015: M4a: Dar seguimiento a la simulación en HubNet para lograr lo siguiente: correr la simulación en Internet, lograr una visualiza-ción activa (que permita intervención de múltiples usuarios a nivel local), incluir diseño gráfico más realista y revisar el mo-delo de contaminación del agua. M4B: Dar seguimiento al desarrollo del juego educativo con es-tudiantes del curso de Ingeniería de Software 2, suministrando apoyo con estudiantes de TCU en las áreas de diseño gráfico, música y enseñanza de las ciencias, de ser posible con supervi-sión de especialistas de las escuelas de Formación Docente,

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Objetivos específicos y metas Actividades desarrolladas Dificultades, formas de resolverlas y pendientes Biología y Ciencias de la Comunicación Colectiva. Ver los si-guientes correos: 18 de febrero (ofrecimiento de apoyo por parte de la especialista en juegos Vanessa Fonseca, de la Es-cuela de Ciencias de la Comunicación Colectiva), 20 de febrero (opciones de TCU sugeridas en la VAS), 19 de marzo de 2015 (a colegas de las escuelas de Formación Docente, Biología).

Objetivo 4: Redactar un artículo científico que describa la investigación y evalúe los modelos y protocolos planteados.

Meta 1: Redacción de artículo científico sobre el desarrollo y resultados de la investigación Meta 2: Artículo sometido al comité editor de una revista científica especializada en el tema

El investigador principal redactó el ar-tículo.

- Pendientes: M1: Revisión de los otros autores (en proceso). M2: Pendiente: Identificar la revista y presentar el artículo al co-mité editor.

*Agregar las celdas que sean necesarias

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4. Resultados y alcances (utilice la cantidad de palabras necesarias).

Resultados principales: Al cabo de ocho años de trabajo en el desarrollo del proyecto y sitio Web IESA (Innovación Educativa en Salud y Ambiente), en forma colaborativa desde 2009 con otras universidades de CONARE, y en la UCR a partir de 2010 con la Escuela de Ciencias de la Computación y desde 2012 con la Escuela de Formación Docente, se ha logrado completar el sitio IESA con la última y más avanzada tecnología. Esto incluye Moodle para el curso en línea o híbrido, y Drupal/Leaflet para subida, visualización y análisis de da-tos de monitoreo y restauración socioecológica en línea. El curso en línea —para docentes en servicio del Ministerio de Educación Pública— es de dos años de duración, y tiene siete módulos habilitados con un total de 300 horas de aprovechamiento. Este programa incluye un módulo para monitoreo de agua con centros educativos en el marco del Programa Bandera Azul Ecológica, con un componente de observación de calidad del agua y macroinvertebrados, basado en el Reglamento del Decreto 33903. La propuesta SAEP-PitA es el eje mediante el cual se estructura este mó-dulo, que abre la oportunidad de ser utilizado en el futuro para el monitoreo y restauración en otras dimensio-nes no solo ecológicas sino también sociales y económicas. Desde el punto de vista pedagógico (elaborado en 2012-2014 mediante el proyecto de investigación comple-mentario VI-748-B2-287, inscrito con la Escuela de Formación docente), el módulo impulsa con los docentes el diseño e implementación de unidades didácticas integradas en esta materia, enfoque que resulta de mucho inte-rés educativo porque permite habilitar enfoques transversales y de aprendizaje por indagación. Durante 2014 e inicios de 2015 (en colaboración con la Universidad de York en Toronto) hemos renovado el sitio con la última tecnología de Drupal y el sistema Leaflet, de información geográfica en línea. El nuevo sitio Web SAEP-3 tiene módulos para crear estaciones de monitoreo y subir datos de monitoreo, incluyendo catálogo de especies y avistamientos. Ver http://iesa.candres.com (dirección provisional, todavía en proceso de afinamiento. Ha habido mucho interés del MEP en que apoyemos con estos recursos la actualización profesional de sus do-centes en diversas zonas geográficas del país. La solicitud más reciente (ver oficio DRESJO-DAP-531-2014), en diciembre pasado, vino de parte de la Dirección Regional de Educación San José Oeste (Mata Redonda, Pavas, Escazú, Santa Ana y La Uruca-Tibás), buscando nuestro apoyo con el fin de dar capacitación a los coordinadores del Programa Bandera Azul Centros Educativos para que desarrollen acciones IESA como parte del logro de Ban-dera Azul.

Impacto, difusión y divulgación realizada al interior y exterior de la Universidad: El impacto del proyecto consiste en el diseño y elaboración de herramientas computacionales para el monitoreo y gestión de datos, simulación para la restauración socioecológica, consultas, análisis y acceso a información en línea que permite a maestros, profesores y estudiantes de educación general básica y alternativas para la solu-ción de problemas desde una perspectiva geoespacial. La plataforma SAEP se utilizó durante 2012 y 2013 con docentes y estudiantes del MEP pertenecientes a 30 cen-tros educativos (escuelas y colegios) en siete direcciones regionales de la GAM este y la Región Brunca, en cola-boración con la Dirección de Vida Estudiantil y Departamento de Educación en Salud y Ambiente (nivel central

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MEP), asesores regionales de ciencias, estudios sociales y cívica, la oficina de gestión ambiental de la municipali-dad de Pérez Zeledón, Buenos Aires y La Unión, el Programa Nacional de Corredores Biológicos del SINAC, la Uni-dad Rectora de la Región Brunca (Ministerio de Salud), todo ello como parte de la finalidad de impulsar y apoyar la construcción de una Red Escolar y Comunitaria de Monitoreo y Restauración Socioecológica, Esto ha permitido al grupo piloto de docentes y estudiantes tener acceso a información en línea y una herra-mienta computacional para recolectar datos locales y evaluar alternativas para la solución de problemas desde una perspectiva geoespacial. Además, esta capacitación ha sido certificada en 2014 con 60 horas de aprovecha-miento para carrera profesional con el Servicio Civil.

5. Producción académica (adjuntar anexos a criterio de Consejo Científico o Comisión de Investiga-

ción).

Referencias de los manuscritos artículos en prensa o publicados:

Títulos de las ponencias y participación en eventos, lugar y fechas:

- “Educational web game on water quality and land use (based on a participatory HubNet simulation)”, presenta-ción en el Taller Pan-American Advanced Studies Institute: Methods in Computation-Based Discovery, organi-zado por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Ciudad de Guatemala, 15-19 de julio, 2013.

Otros productos:

- Sitio web IESA con SAEP-3, actualizado a Drupal y Leaflet, 2015

6. Trabajos de graduación y participación estudiantil:

Asistentes Labores ejecutadas

Carlos Andrés Méndez (5 horas asis-tente, febrero a agosto 2013)

Colaborar en el diseño conceptual y arquitectura de software. -Programar mejoras al SAEP en componente "Estaciones de monito-reo" (subir datos, login y registro, administración de privilegios, ver mi estación, entre otros casos de uso). -Instalar servidor de prueba en el Observatorio del Desarrollo para trabajar con estudiantes y asistentes. (php, Drupal, postgres, R, SAEP) -Investigar software libre de simulación basado en agentes que per-mita la visualización de los modelos en la web. -Investigar servicios web y API de Google Maps, Google Tables y Face-book. -Agregar curso en iesa.conare.ac.cr y aproximadamente 40 cuentas de usuario. -Se programa servicio web en SAEP para que los usuarios del curso IESA no necesiten registrarse 2 veces. -Se solucionaron bugs y errores del MapServer al actualizarse el servi-dor de producción del Observatorio para efectos de seguridad.

Randald Rodríguez (5 horas asistente, de noviembre 2013 a julio 2014)

- Casos de prueba y casos de uso sobre el estado de la aplicación en términos de las funcionalidades principales: Crear un usuario, Dar permisos a un usuario, Crear una estación de monitoreo, Subir da-tos y Visualizar datos.

- Iniciar la migración del sitio IESA de Joomla a Drupal

Andrés González (5 horas asistente, agosto a noviembre 2015)

-Completar la migración del sitio IESA de Joomla a Drupal -Iniciar la adaptación de la aplicación SlicePicker a Drupal

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Título de trabajos finales de graduación involu-cradas en el proyecto

Nivel (Licenciatura, Maestría, Docto-rado, Diplomado, Especialidad)

Nombre de los/las estudiantes

No aplica

7. Observaciones finales.

Se adjunta CD con Informe y Anexos 1, 2, 3 y 4 en formato digital

8. Informe financiero (adjuntar informe respectivo aportado por jefatura administrativa). 9. Aspectos éticos (adjuntar la “Aplicación para revisión continua o para cerrar el estudio” del CEC). Autorización para incorporar el informe final ejecutivo en los repositorios de la UCR. ( x ) SI ( ) NO Autorizo a la Vicerrectoría de Investigación para incluir en los repositorios institucionales el ante-

rior informe. 27 de marzo de 2015 Álvaro Fernández González, M.Sc. Fecha Firma Investigador(a) principal Versión 26-08-2013.