integración de componentes tecnológicos desarrollados para

Integración de componentes tecnológicos desarrollados para la plataforma Moodle que permitan

desarrollar cursos con características de aprendizaje adaptativo y gamificación.

Cesar Humberto Varela Valencia, [email protected]

Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero de Sistemas

Asesor: Emilia Rocío Segovia Jiménez, Magíster (MSc) en Ingeniería de Sistemas.

Universidad de San Buenaventura Colombia

Facultad de Ingeniería

Ingeniería de Sistemas

Santiago de Cali, Colombia

2018

Citar/How to cite [1]

Referencia/Reference

Estilo/Style:

IEEE (2014)

[1] H. Varela Valencia, C, “Integración de componentes tecnológicos desarrollados

para la plataforma Moodle que permitan desarrollar cursos con características

de aprendizaje adaptativo y gamificación.”, Trabajo de grado Ingeniería de

Sistemas, Universidad de San Buenaventura Cali, Facultad de Ingeniería, 2018.

Bibliotecas Universidad de San Buenaventura

Biblioteca Fray Alberto Montealegre OFM - Bogotá.

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Biblioteca Digital (Repositorio)

http://bibliotecadigital.usb.edu.co

https://co.creativecommons.org/?page_id=13

https://co.creativecommons.org/?page_id=13

Dedicatoria

A la vida por permitirme obtener un logro más.

A mi padre Cesar Tulio Varela y a mi madre Melida Valencia Rojas, por su apoyo incondicional,

su ejemplo, creer en mí y ser mis faros guías.

A mi hermano Mauricio Varela Valencia (QEPD) por ser mi guía, mi compañero, mi amigo.

A mi familia y amigos por su acompañamiento y apoyo tanto en los momentos buenos como en

los malos.

Gracias a cada una de esas personas que ha sido posible alcanzar esta meta y como recompensa

por todo lo que han hecho, aquí les ofrezco mi esfuerzo y dedicación plasmados en estas líneas.

Agradecimientos

Agradezco a la vida por permitirme alcanzar una nueva meta, a mis padres, hermanos, familia y

amigos por su apoyo incondicional, consejos y ánimos cuando más se necesitaban para culminar

esta etapa de pregrado.

A los docentes por brindar una formación integral que me hicieron crecer como profesional y

personalmente. A la directora del proyecto Roció Segovia y al profesor Walter Magaña por su

tiempo, colaboración y guía para el desarrollo de este proyecto.

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN 8

1. INTRODUCCIÓN 10

1.1. Contexto 10

1.2. Planteamiento del Problema 11

1.3. Justificación del Problema 11

1.4. Oportunidad de Mejora 11

1.5. Objetivo General 12

1.6. Objetivos Específicos 12

1.7. Descripción de la Solución 12

1.7.1. Proceso de Ingeniería 12

1.7.2. Productos de Software 13

1.7.3. Productos No Software 13

2. MARCO TEÓRICO 15

2.1. Sistemas de gestión de aprendizaje 15

2.1.1. Open source: Moodle 15

2.1.2. Comercial: BlackBoard 16

2.1.3. En la nube: Udemy 17

2.2. Gamificación 18

2.3. Aprendizaje adaptativo y evaluación adaptativa 20

2.4. Análisis de plugins para Moodle 21

3. PROCESO DE INGENIERÍA DE SOFTWARE 24

3.1. Modelo de proceso de desarrollo de software. 24

3.1.1. Descripción de Iteraciones realizadas 25

3.2. Educción de Requisitos 26

3.2.1. Técnica utilizada: 26

3.2.2. Requisitos funcionales documentados 27

3.3. Análisis y Diseño 28

3.3.1. Objetivos de Arquitectura y Limitaciones. 28

3.3.2. Requisitos No Funcionales. 28

3.4. Diseño de la Arquitectura. 29

3.4.1. Vista de Alto Nivel. 29

3.4.2. Vista de Procesos. 30

3.4.3. Vista Lógica. 31

3.4.4. Vistas de Desarrollo. 36

3.5. Patrones de Diseño Utilizados 37

3.6. Justificación de Diseño 37

3.7. Desarrollo 38

3.7.1. Tecnologías utilizadas 38

3.8. Pruebas y Evaluación de Software 38

3.8.1. Casos de Prueba 38

3.8.1.1. Caso de Prueba No 1 38

3.8.1.2. Caso de Prueba No 2 39

3.8.2. Resumen Pruebas Funcionales 40

3.9. Acceso a la Aplicación 42

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 43

4.1. Análisis de Impactos 43

4.2. Proceso y análisis del caso de estudio 44

4.3. Utilización de herramientas 52

4.4. Análisis de diseño de componentes 52

4.5. Cumplimiento de Objetivos 53

4.6. Conclusiones 53

4.7. Experiencia de diseño en ingeniería de software 54

4.8. Trabajos Futuros 54

5. REFERENCIAS 55

6. ANEXOS 58

LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Análisis plugin seleccionados .......................................................................................... 23

Tabla 2: Iteracion 1 del proyecto .................................................................................................... 26

Tabla 3: Especificación y priorización de requisitos funcionales .................................................. 27

Tabla 4: Matriz de especificación y clasificación de requisitos no funcionales. ........................... 29

Tabla 5: Caso de prueba 1 .............................................................................................................. 39

Tabla 6: Caso de prueba 2 .............................................................................................................. 40

LISTA DE FIGURAS

Ilustración 1 Página oficial Moodle.org ......................................................................................... 16

Ilustración 2 Historia de las versiones Moodle .............................................................................. 16

Ilustración 3 Página oficial BlackBoard ......................................................................................... 17

Ilustración 4 Página Oficial Udemy ............................................................................................... 18

Ilustración 5 Pirámide de conceptos claves en el proceso de gamificación [24]. .......................... 19

Ilustración 6 Diferencias y convergencias entre aprendizaje personalizado, diferenciado y

adaptativo [27]. ............................................................................................................................... 20

Ilustración 7 Repositorio plugins Moodle. ..................................................................................... 21

Ilustración 8 Modelo puro de proceso basado en reutilización ...................................................... 24

Ilustración 9 Modelo real del proceso basado en la reutilización .................................................. 25

Ilustración 10 Resumen de iteraciones ........................................................................................... 25

Ilustración 11 Arquitectura Moodle ............................................................................................... 30

Ilustración 12 Vista de Procesos del sistema de aprendizaje Moodle ............................................ 30

Ilustración 13 Vista de proceso CodeRunner ................................................................................. 31

Ilustración 14 MER Actividades .................................................................................................... 32

Ilustración 15 MER Chat - Foro ..................................................................................................... 32

Ilustración 16 MER Encuestas - Etiquetas ..................................................................................... 33

Ilustración 17 MER Retroalimentación .......................................................................................... 33

Ilustración 18 MER Taller .............................................................................................................. 34

Ilustración 19 MER Quiz ............................................................................................................... 35

Ilustración 20 Diagrama de despliegue a alto nivel ....................................................................... 36

Ilustración 21 Diagrama de despliegue plugin CodeRunner .......................................................... 37

Ilustración 22 Validaciones del funcionamiento del plugin. .......................................................... 41

Ilustración 23 Plantilla CSV de cargue de usuarios ....................................................................... 45

Ilustración 24 Configuración de Niveles ........................................................................................ 46

Ilustración 25 Configuración reglas LevelUp! ............................................................................... 46

Ilustración 26 Reporte .................................................................................................................... 47

Ilustración 27 Plantillas ejecución código ...................................................................................... 48

Ilustración 28 Configuración casos de prueba ............................................................................... 48

Ilustración 29 Ejecución de la actividad......................................................................................... 49

Ilustración 30 Estadísticas actividad .............................................................................................. 50

Ilustración 31 Calificaciones .......................................................................................................... 50

Ilustración 32 Estadística por alumno. ........................................................................................... 51

Ilustración 33 Intentos realizados ................................................................................................... 52

INTEGRACIÓN DE COMPONENTES TECNOLÓGICOS DESARROLLADOS PARA LA PLATAFORMA... 8

RESUMEN

El programa de Ingeniería de Sistemas de la Universidad San Buenaventura Cali, se ha

preocupado por estar a la vanguardia en temas de investigación en gamificación, máquinas de

aprendizaje y aprendizaje adaptativo a través de las plataformas educativas, con el objetivo de

mejorar en el proceso de aprendizaje y proponer herramientas que sean atractivas a los alumnos

de la Universidad San Buenaventura para impulsar el aprendizaje autónomo, además de brindar a

los docentes de la institución herramientas que optimicen la realización de actividades y

evaluaciones de acuerdo al progreso que tenga cada estudiante a través de la plataforma educativa

Moodle.

Para ayudar a los docentes y estudiantes de la Universidad San Buenaventura a mejorar tanto en

la enseñanza como en el aprendizaje de una forma más dinámica e interesante a través del uso de

la plataforma Moodle, se realizó una búsqueda de plugins desarrollados sobre Moodle que

implementaran los conceptos de gamificación y aprendizaje adaptativo que pudieran ser

integrados de forma satisfactoria, permitiendo lograr realizar una plataforma a la medida.

Como resultado del proceso investigativo se logró conocer y efectuar la reutilización de la

plataforma Moodle con los plugins seleccionados de gamificación y aprendizaje adaptativo y en

consecuencia con lo anterior, lograr hacer una plataforma Moodle a la medida para el grupo de

investigación Lidis y finalmente hacer uso de la plataforma a la medida en los cursos de

Estructura de Datos y Lógica de la facultad de Ingeniería.

Palabras clave: Gamificación, Sistemas de gestión de aprendizaje, Aprendizaje adaptativo


ABSTRACT

The Systems Engineering program of the University San Buenaventura Cali, has been concerned

to be at the forefront in research topics in gamification learning machines adaptive learning,

through educational platforms with the objective of improving the learning process and propose

tools that are attractive to students of San Buenaventura University to promote self-sufficient

learning, in addition to providing teachers of the institutions tools that optimize the fulfillment

activities and evaluation according to progress that each student has through the Educational

Platform Moodle.

To help teachers and students of San Buenaventura University to progress both teaching and

learning in a more dynamic and striking way through the use of the Moodle Platform, a research

was made for plugins developed on the platform Moodle that implemented the concepts of

gamification and adaptive learning that could be integrated in a satisfactory way allowing

achievement a platform tailor.

As a result of investigative process it was possible to know and effect the re-use of the Moodle

Platform with the select plugins of gamifications and adaptive and consequently with above to

make a Moodle Platform tailored for the Lidis research group and finally to do use of the

Platform tailored on the courses of Data Structure and logic of the faculty of engineering.

Keywords: Gamification, Learning management system, Adaptive learning.


1. INTRODUCCIÓN

1.1. Contexto

En la actualidad, la educación y la tecnología a nivel mundial han estado en constante evolución

de acuerdo a las necesidades que surgen en la sociedad cada día. Tal evolución permitió que a

finales del siglo XX e inicios del siglo XXI surgiera el concepto “Sociedad del Conocimiento”

[10] en el cual se hace mención al uso de la educación y la tecnología para transformar una

realidad, ya sea social, económica, política o cultural [11].

El paradigma de educación usado en la actualidad en la mayoría de las instituciones educativas de

primaria, secundaria y educación superior es aquel donde el profesor es transmisor de

conocimiento único hacia los estudiantes receptores pasivos [12]. Tal paradigma ha quedado

obsoleto debido al gran auge que ha tenido la tecnología y que permite que el acceso a la

información cada día sea más fácil, lo que hace de suma importancia realizar un cambio en el

paradigma de la educación por uno donde se pueda lograr una buena integración entre la

educación y la tecnología para que las clases sean dinámicas, interactivas y participativas [13].

Con la adaptación de la tecnología en la educación se tiene como finalidad lograr una mayor

comprensión de los temas educativos, generar autonomía, reforzar el trabajo en equipo, generar

pensamiento crítico y permitir la flexibilidad en el aprendizaje, y en los profesores apoyarlos a

ser más eficientes en su trabajo [14].

Entre los paradigmas educativos que hay en la actualidad, surge el concepto de aprendizaje

adaptativo el cual consiste en dar solución mediante la diversidad, dado que ninguna persona

aprende de la misma forma ni maneja el mismo ritmo de aprendizaje por lo que este concepto

apunta hacia un aprendizaje personalizado [15]. El aprendizaje adaptativo no es únicamente para

el estudiante, también es útil para el docente el cual permite realizar un seguimiento al alumno y

así mismo brindar apoyo enfocado de acuerdo al tipo de dificultades que presente el estudiante

[3].

Por otra parte, desde hace unos años ha surgido el termino gamificación, el cual comprende el

uso de técnicas, herramientas y mecánicas propias utilizadas en los juegos para ser aplicadas a


entornos tanto empresariales como educativos con el objetivo de generar un ambiente llamativo y

motivador para el usuario y aumente el compromiso con el desarrollo de la actividad [16].

1.2. Planteamiento del Problema

La problemática del proyecto se enfoca en buscar las herramientas tecnológicas disponibles en la

actualidad que permitan mejorar los procesos de enseñanza cambiando el aprendizaje tradicional

por el aprendizaje adaptativo en combinación con estrategias de gamificación para desarrollar

cursos de mayor contenido e impacto que permitan adaptarse al ritmo de aprendizaje de cada

alumno dentro de los parámetros de cada curso. Dichas herramientas deben ser capaces de

integrarse a la plataforma Moodle de la Universidad San Buenaventura Cali.

1.3. Justificación del Problema

La educación y la tecnología se encuentran en un momento que se está invirtiendo mucho

esfuerzo para cambiar el paradigma de la educación convencional, por uno que se adapte a las

necesidades que se presentan actualmente para que el proceso educativo sea dinámico, interactivo

y participativo. Con la ayuda de la tecnología se logra mejorar el proceso educativo tanto para el

docente como para el estudiante.

En la actualidad existen los sistemas E-Learning, que son plataformas educativas que se

convierten en repositorio de información en la cual se guarda el material para las clases, que

consta de videos, documentos y evaluaciones. No obstante tales plataformas continúan con el

paradigma de educación convencional cambiando al docente quien era el transmisor de la

información por una herramienta virtual que es la encargada de transmitir la información.

1.4. Oportunidad de Mejora

La Universidad San Buenaventura Cali, cuenta con la plataforma educativa Moodle 3.0.5, como

herramienta de apoyo para el proceso de enseñanza y evaluación a los estudiantes de pregrado y

postgrado en sus diferentes cursos durante un periodo académico. Sin embargo dicha plataforma

hace uso de sus funcionalidades de fábrica, sin hacer ninguna modificación o desarrollo posterior

que permita maximizar su potencial tal como lo ha hecho la Universidad de Canterbury con la


desarrollo e implementación del tipo de pregunta CodeRunner en los cursos de programación [9].

Al ser una plataforma libre es posible realizar desarrollos para realizar mejoras y hacer que la

plataforma sea más robusta para la comunidad estudiantil de la Universidad San Buenaventura

Cali.

1.5. Objetivo General

Integrar componentes tecnológicos desarrollados para la plataforma Moodle que permitan diseñar

cursos con características de aprendizaje adaptativo y gamificación.

1.6. Objetivos Específicos

Identificar y seleccionar componentes de aprendizaje adaptativo y gamificación factibles

de integrar en una versión de Moodle.

Integrar los componentes seleccionados para definir una versión a la medida de la

plataforma Moodle.

Validar la integración mediante la configuración de un caso de estudio, con un grupo de

estudiantes del programa de ingeniería de sistemas.

1.7. Descripción de la Solución

1.7.1. Proceso de Ingeniería

Descripción del modelo de proceso utilizado en el desarrollo de la solución y explicación de las

fases del proceso de ingeniería realizado.

El proceso de ingeniería utilizado para el desarrollo de este proyecto se realizó en las siguientes

fases.

Fase de Investigación: Se conceptualizó sobre los distintos sistemas de gestión de

aprendizaje LMS que existen en el mercado, como es su funcionamiento y aplicación en

distintas áreas, tanto laborales como escolares para capacitar, enseñar y gestionar

conocimiento a través de una plataforma virtual.


Fase de educción: Se realizó el levantamiento de requerimientos para cumplir los

objetivos planteados y las funcionalidades que se esperaban de la plataforma Moodle a la

medida.

Fase de análisis y Re-ingeniería del diseño: Al ser un proyecto basado en la reutilización,

se indagó y conoció sobre su funcionamiento, arquitectura y plugins ofrecidos en los

repositorios de Moodle y la selección de los plugins para cumplir con los objetivos.

Fase de integración: Se realizó la instalación de la plataforma Moodle en el servidor del

grupo Lidis y la integración de los plugins seleccionados para cumplir con los objetivos

planteados mediante manual de usuario de instalación creado para el proyecto que se

encuentra en el apartado de anexos, validado durante el proceso siguiendo el manual de

usuario de instalación y ajuste del diseño de la presentación del Moodle para el grupo

Lidis.

Fase de pruebas: Se creó un manual de usuario para la utilización de plugins que se

encuentra en el apartado de anexos, se crearon dos cursos, uno de Estructura de Datos y

otro de Lógica en el cual se realizó la población de los alumnos a través del proceso de

cargue masivo por medio de una plantilla que tiene la plataforma Moodle y se crearon

actividades que permiten la integración de los plugins seleccionados.

1.7.2. Productos de Software

• Plataforma Moodle a la medida instalada en el servidor del grupo Lidis.

• Código fuente de Moodle Versión 3.1.10.

• Código fuente de los plugins integrados en la versión de Moodle a la

medida.

1.7.3. Productos No Software

• Diagrama de modelo entidad relación de Moodle.

• Diagrama de arquitectura de alto nivel de Moodle.

• Diagrama de componentes de Moodle.

• Matriz de caracterización de plugins.


• Manual de instalación de la plataforma Moodle en el servidor del grupo

Lidis.

• Manual de usuario para la utilización de plugins

• Listado de objetos de base de datos modificado por los plugins


2. MARCO TEÓRICO

2.1. Sistemas de gestión de aprendizaje

“Los sistemas de gestión de aprendizaje (Learning Management Systems) son plataformas de

software instalados en un servidor web o en intranets, que son utilizados para crear, aprobar,

administrar, almacenar, distribuir, gestionar las actividades de formación virtual y hacer

seguimiento a los aprendices tanto para corporaciones o instituciones educativas” [17].

Los sistemas de gestión de aprendizaje pueden ser utilizados en:

Empresas: ayuda a los empleadores a capacitar y a identificar las falencias en el personal

y reforzarlas para mejoras internas. Estos cursos suelen ser de duración corta [5].

Instituciones educativas: ayuda al docente a manejar los cursos, poder interactuar con los

estudiantes y ofrecer un soporte continuo a medida del progreso en el curso. Estos cursos

suelen estar disponibles durante la duración del semestre [5].

2.1.1. Open source: Moodle

(Modular Object Oriented Dynamic Learning Environment – Entorno de aprendizaje Modular

Orientado a Objetos) Fue creado por Martin Dougiamas, en el año 2001 Moodle 1.0 es lanzado

como una plataforma de código abierto bajo la licencia publica general GNU para desarrollar y

administrar cursos en línea. Esta plataforma podía ser bajada mediante CVS, y en el 2013 fue

remplazado por Git [1].

Moodle nace como respuesta a la necesidad de un método alternativo de enseñanza en línea

donde aplicando su diseño en las ideas del aprendizaje constructivista y el aprendizaje

cooperativo.

A continuación en la ilustración 1, se observa la captura de pantalla del portal oficial de Moodle.


Ilustración 1 Página oficial Moodle.org

En la ilustración 2, se observa las versiones Moodle y sus fechas de soporte.

Ilustración 2 Historia de las versiones Moodle

2.1.2. Comercial: BlackBoard

Compañía fundada por Michael Chasen, Daniel Cane, Matthew Pittinsky y Stephen Gilfus a

medidos del año 1997. “La aplicación se encuentra diseñada para ser flexible, escalable, dispone

de herramientas interactivas, aplicaciones que apoyan la calidad de los servicios educativos,

integración de comunicaciones para integrar contenido propio o de terceros y también cuenta con

un sistema de análisis de resultados que se sean aplicados en el sector de las instituciones

universitarias, la educación primaria o secundaria y también en el sector empresarial” [17].

Blackboard dentro de su línea de productos incluye:

Learn: aplicación de enseñanza, aprendizaje, creación de comunidades y uso compartido

de conocimientos en línea [18], [19].


Grader: aplicación móvil diseñada para profesores para que puedan corregir, comentar y

calificar actividades de los alumnos [19].

Collaborate: aplicación de colaboración en el aprendizaje en línea con pizarra interactiva,

video y audio [19].

Analytics: Aplicación que extrae datos de BlackBoard Learn, transforma y reúne el

análisis de los datos para identificar fortalezas y debilidades de los alumnos [18], [19].

A continuación en la ilustración 3, se observa captura de pantalla del sitio oficial de Blackboard.

Ilustración 3 Página oficial BlackBoard

2.1.3. En la nube: Udemy

Udemy proporciona una plataforma de aprendizaje en línea que permite a profesores y a expertos

en temas como emprendimiento, TI, Desarrollo de Software, arte, deporte entre otros [20] poder

crear cursos bajo demanda que se encontraran disponibles de por vida, unos son de forma gratuita

y otros son pagos entre el promedio de 10 a 200 dólares [21].

De acuerdo al análisis realizado por Castro [17], los sistemas LMS tienen unas características

particulares tales como la administración, control y seguimiento del proceso de aprendizaje,

realizar evaluaciones, generar informes, promover una pedagogía constructivista social y


calendarizar las actividades, por ese motivo las plataformas en la nube no son consideradas LMS

porque están enfocadas al desarrollo de MOOC (Cursos Online Abiertos y Masivos).

En la ilustración 4, se observa captura de pantalla del sitio oficial de Udemy.

Ilustración 4 Página Oficial Udemy

2.2. Gamificación

Se entiende por gamificación, al uso de técnicas, herramientas y mecánicas propias utilizadas en

los juegos para ser aplicadas a entornos tanto empresariales como educativos con el objetivo de

generar un ambiente llamativo y motivador para el usuario y aumente el compromiso con el

desarrollo de la actividad [16], [22].

A mediados del 2010 el término empieza a tomar fuerza a nivel mundial en áreas tanto

empresariales como educativas. Pero en el 2002 el término de gamificación nace a través de Nick

Pelling. Existen varias definiciones de gamificación pero el autor Pelling sugiere dos [23].

1. La Gamificación es el uso de elementos de diseño del juego en contextos no relacionados

con el juego.

2. La gamificación es el proceso de pensar en juegos y mecánicas del juego para atraer a los

usuarios y resolver problemas.


“El proceso de la gamificación no significa realizar un juego, sino tomar los elementos que hacen

que un juego sea atractivo e incorporarlo a otras áreas o actividades no recreativas”. Dentro del

proceso de la gamificación un buen diseño del juego puede cambiar el comportamiento humano y

aumentar la productividad, por esto se deben tomar en cuenta tres conceptos claves dentro de la

gamificación, que se observan en la ilustración 5 los conceptos claves de la gamificación [22],

[23].

Ilustración 5 Pirámide de conceptos claves en el proceso de gamificación [24].

La gamificación en el entorno educativo se encuentra en aumento porqué en varias partes del

mundo se encuentran artículos relacionados con la gamificación y la educación. Las experiencias

van en aumento aunque la creación de estrategias de gamificación no es una tarea fácil, es un

proceso lento, costoso, consta de una alta inversión en infraestructura y aumento de la labor del

docente para poder alcanzar la integración de la gamificación en el aula de clase y poder

encontrar herramientas que sirvan para mejorar la forma en que se enseña, se aprende y aumentar

el compromiso con el proceso educativo [16], [25]:

Dinámicas

•Se refiere a las motivaciones que llevan al ser humano a jugar. Dentro de ellas se encuentras lasemociones, el reconocimiento, la colaboración y la competencia. Las dinámicas del juegocorresponden a la pregunta ¿Por qué el usuario desea participar en una actividad lúdica?

Mecanicás

•Son las reglas y retos que propone el juego. Entre ellas se encuentra la recolecion de objetos,clasificaciones, los niveles, las respuestas los premios entre otros.

Componentes

•Se refiere a componentes como logros, insignias, desbloqueo de contenido, regalos, niveles,puntos entre otros.


2.3. Aprendizaje adaptativo y evaluación adaptativa

Entre los siglos XIX y XX varios autores han trabajado sobre los diferentes estilos de aprendizaje

para establecer la forma del aprendizaje de las personas. El estilo de aprendizaje son aquellos

rasgos cognitivos, afectivos y fisiológicos que sirven como indicadores como los individuos

perciben, interacciona y responden a sus cambiantes de aprendizaje. Este concepto ha sido

tomado de Keefe y Thompson en el año 1987 y es el que tiene mayor aceptación [26].

Con la incursión de la tecnología en muchas áreas y en específico en el área de la educación y los

avances tecnológicos desde la década del 70 con el área de la inteligencia artificial nace el

concepto de aprendizaje adaptativo que es un método de instrucción que utiliza un sistema

computacional para crear experiencia personalizadas de aprendizaje y la evaluación adaptativa es

una prueba interactiva por computadora que administra los reactivos de manera eficiente con base

en el nivel de desempeño del estudiante [27].

La tendencia del aprendizaje adaptativo es a personalizar la educación de acuerdo a la necesidad

y habilidades que tiene cada estudiante y poder ofrecer varias alternativas. Existe confusión

conceptual entre los términos de aprendizaje adaptativo y el aprendizaje personalizado y un error

es utilizarlo como sinónimos. En la ilustración 6, se muestran las diferencias entre el aprendizaje

personalizado, diferenciado y adaptativo [27].

Ilustración 6 Diferencias y convergencias entre aprendizaje personalizado, diferenciado y adaptativo [27].


La evaluación adaptativa nace a partir de una serie de aplicaciones exitosas que surgieron a partir

de 1905 con el desarrollo del primer examen adaptativo de Alfred Binet “Binet IQ Test”. Este

tipo de pruebas se componen de un banco de preguntas que tienen un peso específico. Los

elementos son seleccionados para que coincidan con el nivel de aprendizaje de la persona, y a

medida que se responde correctamente, aumentara el nivel de dificultad de la siguiente pregunta,

y si falla la siguiente pregunta será de menor dificultad. Se dará por finalizada la prueba cuando

se cumpla con el objetivo establecido [27], [28].

2.4. Análisis de plugins para Moodle

En la ilustración 7, se encuentra la página oficial de Moodle en la cual se pueden descargar los

plugins o complementos que sirven para añadir características adicionales como tipos de

preguntas, bloques, actividades y comportamientos de disponibilidad a la funcionalidad estándar

de Moodle. A partir de la versión de Moodle 2.5 se puede instalar lo plugins a través de la

interfaz web de administrador de Moodle.

Ilustración 7 Repositorio plugins Moodle.

En la tabla 1, se encuentra descripción de los plugins analizados y seleccionados que aplican para

el cumplimiento del objetivo, en el apartado de anexos se encuentra el anexo de la tabla donde

está completa la información del análisis realizado.


CLASIFICACIÓN

PLUGIN

NOMBRE

PLUGIN DESCRIPCIÓN TIPO DE PLUGIN

GAMIFICACIÓN Bloques: progreso

de finalización

El bloque de progreso es una herramienta de

administración del tiempo para ayudar a los estudiantes a

ver el progreso de las actividades y del tiempo del curso

Blocks: Los bloques se usan para

mostrar bloques de información en

la columna de la izquierda o de la

derecha de la página de Moodle. GAMIFICACIÓN Bloques: Subir de

nivel

El plugins sube de nivel es una herramienta que permite

agregar elementos de gamificación asignando puntos de

experiencia a las conforme progresan dentro de un curso.

GAMIFICACIÓN Actividades:

Juegos

El plugin de actividad de juegos utiliza preguntas,

cuestionarios y glosarios para crear una variedad de juegos

interactivos.

- Ahorcado - Crucigrama

- Millonario - Sudoku

- Serpiente y escalera - Imagen oculta

Mod: Los módulos de actividades

son tipos esenciales de

complementos en Moodle ya que

proporcionan actividades en los

cursos, por ejemplo Foros y

Cuestionarios

GAMIFICACIÓN

Condiciones de

disponibilidad:

Subir de nivel

Plugin que permite limitar el acceso a contenido del curso

de acuerdo al nivel de experiencia del alumno.

Availability condition: Los

módulos de Condición de

disponibilidad permite restringir el

acceso del usuario a actividades y

secciones de acuerdo a unas

condiciones preestablecidas.

APRENDIZAJE

ADAPTATIVO

Comportamiento

de pregunta:

Modo Adaptativo

Este plugin adiciona un comportamiento a las preguntas de

Moodle Quiz, para calificar todo o nada usando el método

de adaptación. Funciona con los tipos de preguntas que

producen una calificación parcial o total de acuerdo a las

respuestas, como por ejemplo cloze, coincidencia,

arrastras y soltar entre otras. Question Behaviour: Este módulo

permite controlar cómo el alumno

tiene interacción con las preguntas

durante una actividad cuestionario.

APRENDIZAJE

ADAPTATIVO

Actividades: Quiz

Adaptativo

Este plugin es un módulo de actividades que permite a los

profesores administrar un cuestionario de estilo adaptativo,

a medida que el alumno intenta el cuestionario, un

algoritmo adaptativo utiliza una fórmula para elegir

preguntas y estimar la capacidad del alumno dentro de una

cierta cantidad de errores.

El plugin utiliza el algoritmo CAT, prueba adaptativa

computarizada (Computarized adaptative testing)

APRENDIZAJE

ADAPTATIVO

Comportamiento

de pregunta:

Ejecutor de

Este plugin es un complemento de tipo de preguntas de

fuente abierta para Moodle que puede ejecutar un código

de programa enviado por los estudiantes en respuestas a

Mod: Los módulos de actividades

son tipos esenciales de

complementos en Moodle ya que


CLASIFICACIÓN

PLUGIN

NOMBRE

PLUGIN DESCRIPCIÓN TIPO DE PLUGIN

Codigo una amplia gama de preguntas de programación en varios

lenguajes. Los estudiantes escriben el código de respuesta

a cada pregunta de programación y obtienen los resultados

de su prueba de manera inmediata, pueden realizar

intentos teniendo penalización por los intentos.

Este plugin soporta lenguajes como Python2, Python3 C,

C++, Java, PHP, JavaScript, SQLite, Matlab

proporcionan actividades en los

cursos, por ejemplo Foros y

Cuestionarios

Tabla 1: Análisis plugin seleccionados


3. PROCESO DE INGENIERÍA DE SOFTWARE

En este capítulo se presenta el proceso específico de ingeniería aplicado para el desarrollo de este

proyecto. Los procesos son: elección de un modelo de proceso, la educción de requisitos

funcionales y no funcionales, definición de artefactos necesarios para el análisis y diseño, la

elección de las herramientas, patrones y tecnologías que fueron usadas durante el proceso de

integración del software, culminando con las respectivas pruebas que validarán el cumplimiento

de los objetivos propuestos.

3.1. Modelo de proceso de desarrollo de software.

“El modelo de proceso de desarrollo de software basado en reutilización busca construir un

producto de software integrando componentes existentes y reducir la cantidad de software a

desarrollar reduciendo costo, tiempo, y mejoras de tiempos” [29].

En la ilustración 8 el modelo puro basado en la reutilización contiene 6 etapas, la etapa inicial de

definición de requerimientos y la etapa final de validación del sistema se comparan con otros

procesos de software, las etapas intermedias son diferentes.

Ilustración 8 Modelo puro de proceso basado en reutilización

En la ilustración 9 se muestra el modelo utilizado para el desarrollo del proyecto, ya que se

acerca a la realidad, se realizó la definición de requisitos, se realizó búsqueda de los componentes

existentes que cumplieran con los temas de gamificación, aprendizaje adaptativo teniendo en

cuenta la especificación. Al no existir modificación de los requisitos se realiza el diseño del

sistema con reutilización el cual se reutiliza el marco conceptual existente. Se realiza la


integración de los plugins a la plataforma, pruebas integrales y por último la validación del

sistema quedando por fuera del alcance del proyecto el mantenimiento del sistema integrado.

Ilustración 9 Modelo real del proceso basado en la reutilización

3.1.1. Descripción de Iteraciones realizadas

A continuación en la ilustración 11, se describe el proceso realizado en las iteraciones

definidas:

Ilustración 10 Resumen de iteraciones


En la tabla 2 se describe lo que contiene la iteración realizada en el proyecto, cuáles son sus

artefactos de entrada, y lo artefactos obtenidos al finalizar la iteración.

Iteración No.1 Integración de Moodle

Artefactos de Entrada:

Artículos de temas sobre:

Aprendizaje adaptativo.

Machine Learning

Plataformas LMS.

Gamificación.

Documentación oficial de Moodle.

Repositorio de plugins Moodle.

Descripción:

Se realizó el proceso de levantamiento de información sobre los conceptos

de aprendizaje adaptativo, gamificación y plataformas de gestión de

aprendizaje, el cual arrojó como requisito no funcional y por seguir con el

lineamiento de la Universidad San Buenaventura realizar el análisis sobre

la plataforma Moodle, su repositorio de plugins y búsqueda de plugins que

se ajustaran con los requisitos funcionales y como resultado se obtiene

Moodle a la Medida que es instalado en el servidor del Lidis y utilizado

para pruebas piloto para los docentes y estudiantes del curso de Lógica y

Estructura de Datos.

Artefactos de Salida:

Matriz de plugins analizados.

Manual de Instalación de Moodle y plugins.

Manual de usuario de uso de plugins.

Integración de plugins en Moodle.

Tabla 2: Iteracion 1 del proyecto

3.2. Educción de Requisitos

3.2.1. Técnica utilizada:

Se utilizó la técnica de entrevista para la educción de requisitos, con dos profesores de la facultad

de ingeniería de sistemas de la Universidad San Buenaventura Cali, para comprender las

necesidades y sus experiencias frente al sistema de gestión de aprendizaje Moodle que fueron

útiles para el desarrollo de este proyecto.


Otra técnica utilizada para la educción de requisitos aplicada en el proyecto fue la observación y

análisis de tareas, esta técnica se apoyó en observar y analizar a los docentes como es su

interacción frente al sistema de gestión de aprendizaje Moodle de la Universidad San

Buenaventura Cali, se identificaron falencias para así mismo poder trabajar en mejoras del

sistema de gestión de aprendizaje.

3.2.2. Requisitos funcionales documentados

En la Tabla 2 se relaciona la respectiva especificación y priorización de requisitos funcionales y

no funcionales que fueron educidos utilizando las técnicas anteriormente descritas.

Ref. Prioridad Descripción Requisitos Funcionales Fuente de

Info.

RF-1 Alta El sistema de gestión de aprendizaje permite gestionar usuarios. Entrevista

RF-2 Baja El sistema de gestión de aprendizaje permite gestionar cursos. Entrevista

RF-3 Baja El sistema de gestión de aprendizaje permite la utilización de servidor de

correo electrónico. Entrevista

RF-4 Media El sistema de gestión de aprendizaje permite la premiación a través de

medallas. Entrevista

RF-5 Media El sistema de gestión de aprendizaje permite la generación de estadísticas

de los estudiantes. Entrevista

RF-6 Media El sistema de gestión de aprendizaje permite la medición de tiempo al

ejecutar las actividades Entrevista

RF-7 Alta El sistema de gestión de aprendizaje permite la gestión de actividades

con el componente de gamificación. Entrevista

RF-8 Alta El sistema de gestión de aprendizaje permite la gestión de actividades

con el componente de evaluación adaptativa. Entrevista

RF-9 Alta El sistema de gestión de aprendizaje permite la utilización de simulador

de código fuente. Entrevista

RF-10 Alta El sistema de gestión de aprendizaje permite generar estadísticas de los

intentos realizados en el simulador de código fuente Entrevista

RF-11 Alta El sistema de gestión de aprendizaje permite la utilización de servidor

JOBE interno. Entrevista

Tabla 3: Especificación y priorización de requisitos funcionales


3.3. Análisis y Diseño

3.3.1. Objetivos de Arquitectura y Limitaciones.

En esta sección se describen los requisitos de calidad del software que tienen un impacto

significativo en el diseño de la arquitectura.

Objetivos de arquitectura

Moodle debe poder ejecutarse en la más amplia posible variedad de plataformas.

Moodle debe ser fácil de instalar, aprender y modificar.

Debe ser fácil de actualizarse a una versión siguiente.

Debe ser modular para permitir el crecimiento.

Limitaciones

Los plugins a integrar deben estar soportados sobre la misma versión del sistema

de gestión de aprendizaje Moodle.

Para el funcionamiento del sistema de gestión de aprendizaje Moodle debe tener

conexión a internet.

Atributo de calidad

Escalabilidad: La selección de plugins sobre los temas de gamificación y

aprendizaje adaptativo deben estar soportados en versiones posteriores de

Moodle 3.1.1

Usabilidad: La usabilidad de los plugins seleccionados deben ser de fácil

comprensión para su configuración y utilización.

3.3.2. Requisitos No Funcionales.

La Tabla 3 presenta los requisitos no funcionales documentados.

Ref. Descripción Requisito Interoperabili

dad

Operativid

ad

Usabilida

d

RFN-1 El sistema de gestión de aprendizaje debe funcionar con las

X


Ref. Descripción Requisito Interoperabili

dad

Operativid

ad

Usabilida

d

características del servidor Lidis

RFN-2 El sistema de gestión de aprendizaje debe ser el mismo

utilizado en la Universidad San Buenaventura Cali X

RFN-3 El sistema de gestión de aprendizaje solo debe permitir el

acceso a los usuarios registrados. X

RFN-4 El sistema de gestión de aprendizaje debe ser seguro al realizar

la ejecución del simulador de código. X

RFN-5 El sistema de gestión de aprendizaje debe manejar la iteración

repetida de los eventos y no puntuar por una misma acción. X

RNF-6 El sistema de gestión de aprendizaje debe validar el código

fuente enviado por el estudiante. X

RNF-7 El servidor JOBE debe soportar la ejecución del código

concurrente. X

RNF-8 El sistema de gestión de aprendizaje debe tener disponibilidad

7 días a la semana 24 horas. X

RNF-9 El sistema de gestión de aprendizaje debe funcionar sobre el

motor de base de datos MySql. X

Tabla 4: Matriz de especificación y clasificación de requisitos no funcionales.

3.4. Diseño de la Arquitectura.

3.4.1. Vista de Alto Nivel.

El diagrama de arquitectura de alto nivel del sistema de gestión de aprendizaje Moodle que se

muestra en la ilustración 11, se desarrolla sobre el sistema de infraestructura de internet LAMP

de código abierto, consta de sistema operativo Linux, servidor web Apache, base de datos

MySQL y lenguaje de programación PHP. También es ejecutable desde el los sistemas de

infraestructura de internet MAMP y WAMP.


Ilustración 11 Arquitectura Moodle

3.4.2. Vista de Procesos.

La vista de proceso que se observa en la ilustración 12, muestra la interacción entre distintos

componentes de la arquitectura de Moodle. El usuario realiza solicitudes por medio del

navegador web desde una estación de trabajo o un dispositivo móvil por medio del navegador

web o la app que dispone Moodle en los store de aplicaciones, android o Apple. Por ejemplo para

iniciar sesión en Moodle, se ingresa a través del url del sitio desde el navegador web, en el

módulo de inicio de sesión hace la petición al servidor web, el cual es el encargado de pasar la

petición a los módulos PHP correspondientes de inicio de sesión. El modulo PHP de inicio de

sesión hace llamado a la base de datos a través del API de base de datos que realiza alguna

acción de (Consulta, actualización, inserción o eliminación) y este devuelve los datos solicitados

en forma de código HTML o JavaScript al servidor web que pasa la información para mostrar al

usuario de nuevo en el navegador web e indica que pudo ingresar correctamente o que el usuario

o la contraseña son errados [30], [31].

Ilustración 12 Vista de Procesos del sistema de aprendizaje Moodle

Moodle

(Core, Plugins, APIs)

Lenguaje de programacion

(PHP)

Base de Datos

(MySQL, MS SQL Server, Oracle, PostrgresSQL,

Otras)

Servidor Web

(Apache, IIS)

Sistema Operativo

(Linux, Windows,

Mac)


En la ilustración 13, se muestra la vista de proceso del plugin CodeRunner, el cual es un tipo de

pregunta de Moodle que permite a los profesores realizar pruebas para que los alumnos escriban

código fuente y puedan ejecutarlo en tiempo real sin un entorno de desarrollo y poder evaluarlo

inmediatamente.

Ilustración 13 Vista de proceso CodeRunner

3.4.3. Vista Lógica.

El modelo entidad relación del sistema de gestión de aprendizaje Moodle, cuenta con

aproximadamente 38 módulos y más de 250 tablas relacionales, en los cuales se despliega por

partes para observar claramente el modelo. Se observarán los módulos y las tablas en las cuales

son afectadas por los plugins utilizados en el desarrollo del proyecto [30], [32].

En el apartado de documentos adjuntos se anexa el modelo entidad relación original obtenido a

través de la web [32] y de igual forma se adjuntará el modelo entidad relación posterior a la

afectación de los plugins. El archivo se abre a través del software MySQL Workbench.


En la ilustración 14, se muestra parte del modelo entidad relación de la plataforma Moodle que

hace referencia al módulo de actividades.

Ilustración 14 MER Actividades

En la ilustración 15, se muestra parte del modelo entidad relación de la plataforma Moodle que

hacen referencia al módulo de chat y el foro.

Ilustración 15 MER Chat - Foro

En la ilustración 16, se muestra parte del modelo entidad relación de la plataforma Moodle del

módulo de encuestas y etiquetas que son necesarias para utilizarlas con las preguntas del plugin

de evaluación adaptativa.


Ilustración 16 MER Encuestas - Etiquetas


módulo de retroalimentación de las actividades el cual sirve de apoyo para enriquecer las

actividades de aprendizaje adaptativo.

Ilustración 17 MER Retroalimentación


módulo taller que tiene relación con los cursos creados.


Ilustración 18 MER Taller


módulo de preguntas, tipos de preguntas y quiz.


Ilustración 19 MER Quiz


3.4.4. Vistas de Desarrollo.

El diagrama de despliegue de alto nivel que se encuentra en la ilustración 20, el cual modela la

aplicación de la plataforma Moodle, y del despliegue realizado en el servidor Lidis.

Los componentes por el lado del usuario para poder interactuar con la plataforma Moodle puede

acceder a través del navegador web o desde la aplicación móvil que dispone Moodle, a través del

protocolo HTTP.

En el servidor Lidis contiene los componentes del servidor de aplicaciones Apache y otro

componente es el motor de base de datos MySQL que interactúan entre sí a través de puertos

TCP/IP.

El componente Moodle tiene una dependencia del componente Servidor Apache para poder hacer

uso de la plataforma y a través de la interface o API hace uso del componente de base de datos.

Moodle al ser un desarrollo modular, permite tener integración con plugins.

Ilustración 20 Diagrama de despliegue a alto nivel

En la ilustración 21 se muestra el diagrama de despliegue del plugin CodeRunner integrado a la

plataforma Moodle y la forma de interactuar entre los distintos componentes del sistema.


Ilustración 21 Diagrama de despliegue plugin CodeRunner

3.5. Patrones de Diseño Utilizados

Moodle utiliza el patrón de diseño de script de transacción (Transaction Script) [33] que consta

de colecciones de scripts que se ejecutan en un servidor y que cada script maneja un único

procedimiento que corresponde a una solicitud especifica realizada por un usuario. Gran parte de

la funcionalidad principal se ha reorganizado en bibliotecas, principalmente en la carpeta lib, el

cual proporciona elementos para el modelo de dominio [34].

Otro patrón de diseño llamado Modelo de dominio (Domain Model) [33] que proporciona una

forma de lidiar con lógica complicada. También es utilizada por Moodle aunque en su comienzo

PHP no manejaba código orientado a objetos, las nuevas versiones están en proceso de ajustarse a

este patrón de diseño [34].

Moodle utiliza dos capas para separar la presentación de la lógica. La capa de presentación

controla los aspectos visuales de la interfaz de Moodle y la capa de lógica es la que procesa y

genera la salida de los datos a través de HTML a través de los scripts de transacción y el modelo

de dominio [34].

3.6. Justificación de Diseño

Moodle está desarrollado para que sea altamente extensible y personalizable sin modificar

bibliotecas principales y no afectar su actualización entre versiones más nuevas. Con la

implementación de los patrones de desarrollo que son transacción por script y modelo de dominio


permite una alta cohesión y un bajo acoplamiento aunque una de las desventajas de estos patrones

de desarrollo sea complejo para la lógica de negocio y la duplicidad de código.

3.7. Desarrollo

3.7.1. Tecnologías utilizadas

PHP: Procesador de hipertexto es un lenguaje de código abierto muy popular

especialmente adecuado para el desarrollo web que puede ser incrustado en HTML y

ejecutado del lado del servidor originalmente diseñada para el desarrollo web de

contenido dinámico. En el año de 1995 apareció y a la fecha de marzo de 2018 se

encuentra en la versión 7.2.4 [35].

MySQL: Base de datos de código abierto, una de las más populares según Oracle, con un

rendimiento confiable y facilidad de uso comprobados. Se lanzó en mayo de 1995 y a la

fecha de enero de 2018 se encuentra en la versión 5.7.21 [36].

Apache: Es un servidor web HTTP de código abierto. Lanzado en el año de 1995 y a la

fecha de marzo de 2018 se encuentra en la versión 2.4.33 [37].

3.8. Pruebas y Evaluación de Software

3.8.1. Casos de Prueba

3.8.1.1. Caso de Prueba No 1

En la tabla 5 se describe el caso de prueba para el plugin CodeRunner.

ID CP-1

Nombre del Caso de

Prueba: Prueba Plugin CodeRunner

Proceso o

Funcionalidad: Prueba de usabilidad del plugin CodeRunner

Descripción:

El plugin CodeRunner es un complemento de tipo de pregunta de fuente abierta para

Moodle que puede ejecutar un código de programa enviado por los estudiantes en respuesta

a preguntas de programación en distintos lenguajes.


ID de los Requisitos

Relacionados:

RF-5

RF-6

RF-9

Tipo de

Prueba: Funcionalidad

Pasos para

Ejecución:

1. Preparar las preguntas en el banco de preguntas.

2. El estudiante debe ingresar al sistema e ingresar al curso.

3. El estudiante debe seleccionar la actividad e iniciar con la actividad del tipo de

pregunta CodeRunner.

4. El estudiante debe ingresar el código a ejecutar para cumplir con las salidas de la

ejecución.

5. Terminado con la actividad, el estudiante debe dar click en el botón confirmar

para que su actividad sea evaluada.

Variables de

Entrada:

Parametrización de las preguntas que debe responder el estudiante para cumplir con las

salidas de la información.

Resultados

Esperados:

El sistema debe registrar los intentos que realiza el estudiante.

El sistema debe cumplir con los estándares de la codificación del lenguaje de

programación escogido para la actividad.

El sistema debe responder óptimamente a las peticiones enviadas por los

estudiantes.

Observaciones:

Estado: Aprobado Tipo de

Error:

Tabla 5: Caso de prueba 1

3.8.1.2. Caso de Prueba No 2

El caso de prueba sobre el plugin LevelUp, se describe en la tabla 6.

ID CP-2

Nombre del Caso de

Prueba: Prueba Plugin LevelUp

Proceso o

Funcionalidad: Prueba de gamificación

Descripción: El plugin Levelup es un componente adicional a la plataforma Moodle, el cual permite

adicionar el tema de gamificación para el curso.

ID de los Requisitos

Relacionados:

RF-5

RF-6

Tipo de

Prueba: Funcionalidad


RF-7

Pasos para

Ejecución:

1. Instalar el plugin LevelUp.

2. Realizar configuración de las reglas de eventos que asignarán la puntuación al

estudiante por interactuar con la plataforma.

Variables de

Entrada: No aplica

Resultados

Esperados:

El sistema debe registrar la interacción de los estudiantes con la plataforma

Moodle

El plugin debe realizar el registro de los eventos únicamente parametrizados en las

reglas.

El estudiante debe alcanzar el total de puntuación por nivel.

Observaciones:

Estado: Aprobado Tipo de

Error:

Tabla 6: Caso de prueba 2

3.8.2. Resumen Pruebas Funcionales

Al ser un proyecto de reutilización de componentes, la probabilidad de encontrar un fallo es bajo

por motivos que cada componente utilizado cumple con los patrones de diseño y han sido

probados por los equipos desarrolladores antes de publicarlos en el repositorio de plugins de

Moodle.

En la ilustración 22 se muestra la pre validaciones que hacen por cada plugins, si tiene errores,

advertencias o se encuentra sin errores y apto para ser utilizado.


Ilustración 22 Validaciones del funcionamiento del plugin.


3.9. Acceso a la Aplicación

La aplicación fue desplegada en el servidor del grupo Lidis.

Acceso Aplicación (Servidor LIDIS): http://lidis.usbcali.edu.co/moodle/

Credenciales para autenticación:

Administrador

o Login: admin

o Password: AdminMoodle2018*

Profesora Roció Segovia

o Login: ersegovia

o Password: Ersegovia2018*

Profesor Walter Magaña

o Login: wmagana

o Password: Wmagana2018*

Profesor test

o Login: profesortest

o Password: Profesortest2018*

Alumno test

o Login: alumnotest

o Password: Alumnotest2018*

http://lidis.usbcali.edu.co/moodle/


4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1. Análisis de Impactos

La propuesta de ingeniería discutida en el presente documento tiene diferentes impactos en el

escenario en el cual se contextualiza el problema. Estos impactos pueden ser analizados y

discutidos desde las siguientes dimensiones o perspectivas: ambiental, social, económica, técnica,

e individual [38].

Ambiental: En esta dimensión se pretende que a través de la utilización de las

herramientas brindadas en este trabajo de grado, se optimice la utilización de los recursos

ambientales en la Universidad de San Buenaventura y se disminuya utilización del papel y el

uso de la impresoras para preparar los parciales, pruebas cortas, talleres u otras actividades que

se puedan realizar a través de una plataforma educativa y que requiera de algún recurso

natural.

Social: La utilización de las herramientas que brindan las TIC tiene una afectación en la

perspectiva social, a los docentes de la Universidad San Buenaventura que les permiten

preparar contenido más didáctico y a la medida de las necesidades de los estudiantes, realizar

seguimiento del avance de cada alumno de una forma más interactiva y la realización de

parciales de forma adaptativa de acuerdo al nivel de avance de los estudiantes.

También esta perspectiva afecta a los estudiantes de la Universidad San Buenaventura,

estamos en la era tecnológica, en la que los alumnos les gusta estar la mayor parte del tiempo

en interacción con un PC o dispositivo móvil, lo cual con las herramientas brindadas en este

proyecto de grado hacen que el alumno este más pendiente de su avance educativo y aumentar

el autoaprendizaje.

Económico: En el aspecto económico es necesario de una inversión en el tema

tecnológico e infraestructura para poder atender a toda la comunidad estudiantil de la

Universidad San Buenaventura haciendo uso de la plataforma educativa, inversión en personal

capacitado para el diseño de contenidos didácticos que puedan ser integrados dentro de la


plataforma para hacerla más atractiva y llegar a personas externar a la comunidad de la

Universidad San Buenaventura permitiendo el valor de retorno de la inversión.

Técnica: La base de este proyecto es trabajar sobre software libre, el cual tiene una

proyección de soporte y mantenimiento hasta abril del 2019 para la versión de Moodle 3.1. Es

posible realizar ajustes los plugins ya existentes y desarrollar nuevos plugins sobre esta

versión. Los plugins utilizados están siendo ajustados para que sean soportados en nuevas

versiones Moodle el cual el impacto es menor al cambiar de una versión a otra. En el servidor

Lidis no se nota limitación de espacio en base de datos ni archivos físicos para dar utilización

a la herramienta por un tiempo prolongado, poblando más información, cursos y material

didáctico.

Individual: En la perspectiva individual con el desarrollo del proyecto, hace que el

estudiante sea autónomo de su autoaprendizaje y pueda aprender a su ritmo dentro de unos

parámetros establecidos por la universidad San buenaventura Cali.

4.2. Proceso y análisis del caso de estudio

En este parte del documento se muestra el proceso que se realizó para el uso de los plugins

LevelUp! Y CodeRunner, sus configuraciones, y la retroalimentación que se obtuvo por medio de

los estudiantes al conocer nuevos componentes propuestos para la plataforma Moodle del grupo

de investigación Lidis.

En la plataforma Moodle a la medida, se crearon dos cursos, uno hace referencia a Métodos

Numéricos y el otro a Lógica. Se poblaron los alumnos por medio de la plantilla .CSV de cargue

masivo para crear los usuarios y posteriormente matricularlos a los cursos pertinentes como se

observa en la ilustración 23 la plantilla de cargue de usuarios. También en los respectivos cursos

se definieron unas actividades para crearlas y hacer uso de ellas para lograr obtener métricas.


Ilustración 23 Plantilla CSV de cargue de usuarios

Para el caso del complemento de gamificación LevelUp! En la ilustración 24 se observan la

cantidad de niveles que puede lograr un alumno y los puntos de experiencia que debe generar

cumpliendo con las actividad para lograr subir de nivel y cumplir con el objetivo. En la

ilustración 25 se definen las reglas que generan lo puntos de experiencia para lograr los niveles

configurados.

Las reglas que se configuran, hacen uso de eventos que captura Moodle para otorgar los puntos

de experiencia por las acciones de los alumnos. El plugin tiene una pestaña el cual le permite

visualizar al profesor las acciones que hacen los estudiantes y así mismo poder configurar reglas

que genere puntos de experiencia.

Y como aclaración, el plugin ignora:

Las acciones llevadas a cabo por el administrador, invitados, usuarios no logueados.

Acciones repetidas en poco intervalo de tiempo a fin de prevenir trampas.

Eventos a nivel educativo que no sean participativos.


Ilustración 24 Configuración de Niveles

Ilustración 25 Configuración reglas LevelUp!


El plugin LevelUp! Sirvió de apoyo para él profesor permitiendo hacer seguimiento de los

alumnos de forma gráfica como se observa en la ilustración 26 que hace referencia al reporte que

entrega el plugin indicando los puntos de experiencia que tiene cada alumno y en qué nivel se

encuentra.

Ilustración 26 Reporte

Otro plugin utilizado para el caso de estudio tiene el nombre de CodeRunner, este plugin es una

opción adicional al conjunto de tipos de preguntas que tiene Moodle que pueden ejecutar un

código fuente y obtener el resultado de si cumple satisfactoriamente las pruebas configuradas, fue

catalogado como plugin de aprendizaje adaptativo por tener la posibilidad de tener la opción de

probar y fallar, si falla se tiene una penalización.

Para este caso, se creó un banco de preguntas de tipo CodeRunner en lenguaje Java y diferentes

tipos de preguntas, es decir como clase de Java o método de Java. En la ilustración 27 se observa

las plantillas de código, en el lado izquierdo es la plantilla del código para una clase, y al lado

derecho es la plantilla del código para un método.


Ilustración 27 Plantillas ejecución código

Se realizó un ejercicio de capacitación para los alumnos del curso de Estructura de Datos

conocieran el complemento y lograran efectuar la actividad satisfactoriamente. La actividad

consistió en desarrollar el código en una clase para el método de ordenamiento burbuja, y que

cumpliera con las salidas de información parametrizados con anterioridad. En la ilustración 28 se

observa la parametrización de las pruebas que debe cumplir el código fuente desarrollado por el

alumno para cumplir satisfactoriamente con la actividad.

Ilustración 28 Configuración casos de prueba


En la ilustración 29 se observa el enunciado del problema, que fue implementar la clase de

ordenamiento del método burbuja, se les indicó cómo funciona el complemento, el tipo de

validaciones que hace y como se debe desarrollar la actividad.

Ilustración 29 Ejecución de la actividad

Durante la actividad una población de los alumnos se interesó en realizar diferentes preguntas

sobre el plugin y su funcionamiento y en donde presentaban fallas, otros preguntaban entre si y

otra parte fue pasiva a la espera de la solución. Terminada la actividad, se revisa las estadísticas

que brinda el plugin las cuales muestra tiempo tomado por cada estudiante, calificación final,

cantidad de intentos realizados y cuál fue el código que dio solución a las salidas de información.

En la figura 30, se muestra las estadísticas arrojadas en el ejercicio de capacitación del uso del

plugin CodeRunner. Las estadísticas arrojan que hay diferencia de tiempos entre los alumnos y la

calificación.


Ilustración 30 Estadísticas actividad

En la ilustración 31, se muestra el complemento de las estadísticas, mostrando el número de

estudiantes que alcanzaron los rangos de calificación.

Ilustración 31 Calificaciones


En la ilustración 32 se observa la estadística puntual por cada alumno, muestra el tiempo que se

tomó para desarrollar la actividad, su calificación final y el código que implemento. Por el tema

de aprendizaje adaptativo, cada vez que se realiza un intento y es fallido tiene una penalización.

Para este caso en la ilustración 33 muestra el historial de intentos realizados.

Ilustración 32 Estadística por alumno.


Ilustración 33 Intentos realizados

En el capítulo de anexos, se encuentra el manual de usuario, en el cual se encuentra la descripción

de lo plugins seleccionados, sus características y funcionamiento.

4.3. Utilización de herramientas

Para el desarrollo del proyecto las herramientas escogidas están alineadas por los requerimientos

no funcionales y siguiendo los lineamientos de los requisitos que tiene la plataforma Moodle para

su uso óptimo. También es importante resaltar lo que se puede logra a través del software libre,

este es otra razón para la utilización de las herramientas tecnológicas seleccionadas.

4.4. Análisis de diseño de componentes

Durante el proceso de ingeniería de software realizado se utilizaron vistas:

Vista de alto nivel.

Vista de proceso.

Vista lógica.

Vista de desarrollo.


El análisis y evaluación de los componentes, se realizó utilizando las herramientas MySQL

Workbench, Visual Paradigm Community Edition 14.2 y un plugin para la plataforma Moodle

que permite obtener el modelo entidad relación actualizado con la instalación de los plugins.

4.5. Cumplimiento de Objetivos

Se logró identificar y seleccionar componentes ya desarrollados por terceros sobre

aprendizaje adaptativo y gamificación para la plataforma Moodle 3.1.10.

Se logró instalar la plataforma Moodle 3.1.10 en una estación de trabajo personal integrar

los plugins, validar su funcionamiento e instalarlo en el servidor del Grupo Lidis por

medio del manual de instalación desarrollado para este proyecto.

Con el caso de estudio desarrollado con los estudiantes de los cursos de Lógica y

Estructura de Datos se validó la integración realizada con dos de los siete plugins

seleccionados generando interés de acuerdo al levantamiento de información por medio

de entrevistas a una parte de la población de los alumnos que se encuentran en el capítulo

de anexos.

4.6. Conclusiones

En el proceso de investigación es importante resaltar que hay equipos de trabajo que se

encuentran trabajando sobre los temas de gamificación y aprendizaje adaptativo para la

plataforma Moodle sobre la cual se puede realizar combinaciones de elementos que permitan

tener una plataforma más robusta con mayor cantidad de elementos funcionales que el Core

Moodle, con elementos que cautiven más a los estudiantes de la Universidad San Buenaventura a

realizar uso de ella y porque no en pensar en una modalidad de enseñanza a distancia.

El resultado esperado fue parcial porque solo se implementaron dos de los siete plugins

seleccionados de gamificación y aprendizaje adaptivo. Inicialmente el alcance del caso de estudio

era implementar ambos cursos con los plugins al menos al primer corte del semestre 2018 – 1

para tener la mayor información recolectada y poder hacer un comparativo con semestres

anteriores al primer corte y lograr identificar si existió un cambio o no en el comportamiento de


los estudiantes con la implementación de estos complementos en la plataforma Moodle a la

medida del grupo Lidis.

En las entrevistas realizadas a los estudiantes, se percibió que el plugin LevelUp! Y CodeRunner

genero más interés de hacer uso de la plataforma mientras se realizaron el caso de estudio y como

sugerencia que les gustaría ver la plataforma de la universidad con más elementos como los

utilizados en el desarrollo de este proyecto.

4.7. Experiencia de diseño en ingeniería de software

Lo presentado en las secciones de Análisis de Impactos, Utilización de herramientas y Análisis de

diseño de componentes se argumenta como una evidencia de que, a lo largo del proceso de

formación de la carrera de ingeniería de sistemas, que culmina con esta experiencia de proyecto

de grado, se lograron alcanzar los siguientes resultados de aprendizaje:

Habilidad para para entender el impacto de soluciones de ingeniería en un contexto

global, económico, ambiental y social.

Habilidad para identificar, analizar, seleccionar e integrar técnicas y herramientas de

ingenierías para las prácticas de ingeniería.

Habilidad para para diseñar un sistema, componente o proceso dando soluciones a

necesidades, en un contexto dado.

4.8. Trabajos Futuros

La facultad de ingeniería en conjunto con el departamento de tecnología de la

Universidad San Buenaventura, podrían realizar un proceso de investigación,

desarrollo e innovación ya sea para generar desarrollos de componentes o ampliar las

funcionalidades de fábrica de la plataforma Moodle con lo que existe en el repositorio

de plugins, para que permitan dar valor agregado a los procesos educativos totalmente

virtuales con mecanismos como por ejemplo, permitiendo realizar simulaciones de

pruebas saber pro, o generar contenido de interés para otras facultades que hacen falta

fomentar en nuestra universidad.


Vincular elementos a la plataforma Moodle que se consideren temas de rutas de

aprendizaje que incrementen el beneficio del uso de la plataforma en el aula.

5. REFERENCIAS

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línea]. Disponible en: https://httpd.apache.org/ABOUT_APACHE.html. [Consultado: 09-

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[38] C. Becker et al., “Sustainability Design and Software: The Karlskrona Manifesto”, en

2015 IEEE/ACM 37th IEEE International Conference on Software Engineering, 2015, pp.


467–476.

6. ANEXOS

Manual de instalación de la plataforma Moodle en un ambiente Linux y la

integración de los plugins seleccionados. Doc Manual de

Instalación Moodle y Plugins - CVarela 2018.docx

Manual de configuración y uso de los plugins integrados a la plataforma

Moodle. Doc Manual de

Usuario - CVarela 2018.docx

Modelo entidad relación de la plataforma Moodle.

integración de componentes tecnológicos desarrollados para

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