2012 06 19 (upm) emadrid iortiz ucm aplicacion tecnicas ingenieria lenguaje modelado educativo
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III Jornadas eMadrid Madrid, 18-19/6/2012
Iván Martínez Ortiz imartinez@fdi.ucm.es
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)
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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.
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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.
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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.
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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.
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
(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.
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
(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
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
(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
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
(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
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
(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.
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Introducción
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Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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
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Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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.
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Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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
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Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Autoría <e-LD> Learning to listen Jazz (revisado)
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Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Autoría <e-LD> Author: Learning to listen Jazz (revisado)
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Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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–
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Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
<e-LD> Author: Análisis (GeoQuiz)
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Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
<e-LD> Author: Análisis de las dependencias en GeoQuiz
Condiciones Propiedades Elementos globales
play, act, role-part, activity
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Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
<e-LD> Author: Análisis (Resumen de la UoL)
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Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
<e-LD> Author: Análisis (Análisis del method)
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Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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.
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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.
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Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
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
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Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Lenguaje visual WEEV (1)
Representación visual explícita de la historia Otras opciones: representación implícita, representación
textual explícita
Basado en una máquina de estados
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Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Lenguaje visual WEEV (2)
Mejoras en la representación, uso de secciones de historia para reducir complejidad visual
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Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Lenguaje visual WEEV (3)
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
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Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Lenguaje visual WEEV (4)
Características educativas Evaluación
Ayudas
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
La herramienta WEEV
Edición basada en los tres elementos de WEEV: Actores, Mundo e Historia
III Jornadas eMadrid, Madrid, 18-19/6/2012 Aplicación de Técnicas de Ingeniería de Lenguajes al Campo del Modelado Educativo 32
Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Ejemplos de desarrollos multidisciplinares (1)
El enfoque se aplicó para la creación de un juego real
Enseñar primeros auxilios a estudiantes de bachillerato
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Ejemplos de desarrollos multidisciplinares (2)
El enfoque se aplicó para la creación de un juego real
Enseñar primeros auxilios a estudiantes de bachillerato
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Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Ejemplos de desarrollos multidisciplinares (3)
Juego de inglés, desarrollado junto con profesora
Creado usando WEEV
III Jornadas eMadrid, Madrid, 18-19/6/2012 Aplicación de Técnicas de Ingeniería de Lenguajes al Campo del Modelado Educativo 35
Contenidos
Introducción
Motivación y objetivos
Desarrollo del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y Trabajo Futuro
Preguntas
Gracias por su atención !
Iván Martínez Ortiz imartinez@fdi.ucm.es
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