Psicología y Educación Integral A.C. 
Revista Internacional PEI: Por la Psicología y Educación Integral
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B-LEARNING: UNA PROPUESTA DE ARQUITECTURA SEGURA BASADA EN PATRONES

B-LEARNING: A PROPOSAL OF SECURE ARCHITECTURE BASED ON PATTERNS

David L. La Red Martínez[1], Julio C. Acosta[2]

Resumen

En este trabajo se trata el problema de integrar la perspectiva tecnológica con la pedagógica, brindando una arquitectura para sistemas de b-learning. Didácticamente, se adoptan principios educativos comprobados del enfoque centrado en la persona (person-centered approach) para impulsar procesos educativos, con utilización de la TICs de manera segura. Técnicamente, se propone un entorno de trabajo (framework) en capas capaz de brindar soporte basado en Web para estos principios educativos. El estudio se centra en la propuesta de una arquitectura en niveles o capas para el desarrollo de escenarios para cursos de b-learning, manteniendo la perspectiva centrada en el usuario, y utilizando un enfoque basado en patrones, para los aspectos de enseñanza-aprendizaje y para los referidos a la seguridad. Se presenta también un ejemplo de aplicación para un curso universitario de Álgebra.

Palabras clave: Aprendizaje combinado (Blended learning); Aprendizaje electrónico centrado en la persona (PCeL); Arquitectura de B-Learning; Patrones; Tecnología de aprendizaje; Álgebra

Abstract

This work deals with the problem of integrating the technological perspective with the teaching, providing architecture for b-learning systems. Didactically, adopting proven educational standards of person-centered approach to promote educational processes, using ICT safely. Technically, it is proposed a framework in layers capable of support based on Web for these educational principles. The study focuses on the proposal of  an architecture in levels or layers for the development of scenarios for b-learning courses, keeping user-centric perspective, and using a patterns based approach, for aspects of teaching and learning and for referrals to the security. It also presents an example of application for an Algebra university course.

Key words: Blended learning; PCeL; B-Learning architecture; Patterns; Learning technology; Algebra

Resumo

Este trabalho aborda o problema da integração da perspectiva tecnológica com o ensino, fornecendo uma arquitetura para sistemas de b-learning. Didaticamente, adotando padrões educacionais comprovadas de se concentrar sobre a pessoa (abordagem centrada na pessoa) para promover processos educativos, utilização das TIC com segurança. Tecnicamente, é proposto um ambiente de trabalho (quadro) em camadas capazes de suporte baseada na Web para estes princípios educacionais. O estudo centra-se sobre a proposta de uma arquitetura em camadas ou níveis de desenvolvimento de cenários para os cursos de b-learning, mantendo a perspectiva centrada no usuário e usando uma abordagem baseada em padrões, para aspectos de ensino e aprendizagem e referências para a segurança. Ele também apresenta um exemplo de aplicativo para um curso universitário em álgebra.

Palavras chave: Aprendizagem combinado (Blended learning); PCeL; arquitetura de aprendizagem; Padrões; Tecnologia de aprendizagem; Álgebra

1. Introducción

En los últimos años se han realizado numerosos trabajos relacionados con la producción de e-contenidos, su descripción mediante metadatos y su disponibilidad a través de plataformas de e-learning. Además, actualmente se tiene una concepción global e integral del e-learning, que trasciendo a la mera disponibilidad de contenidos para el aprendizaje en cualquier momento y lugar (Nichols, 2008). La concepción actual es que queda mucho por hacer en la reingeniería de los procesos de aprendizaje para explotar la tecnología superando la mera representación de contenidos y  su disponibilidad para ser compartidos, debiendo ofrecerse escenarios de aprendizaje nuevos (Motschnig-Pitrik & Holzinger, 2002). Estos escenarios incluyen la combinación del aprendizaje cara a cara y el soportado por medios tecnológicos (especialmente la Web), tal que las fortalezas de ambas configuraciones se puedan aprovechar y explotar. Este aprendizaje combinado (blended learning o b-learning) se considera de suma utilidad no sólo para las universidades sino también para la sociedad y la economía en general. A su vez, las teorías psicológicas y pedagógicas están de acuerdo en considerar a las modalidades educativas que sólo sirven para transmitir información a varios estudiantes como poco eficaces a largo plazo, debiendo potenciarse la utilización apropiada de la tecnología en los procesos educativos, siendo para ello necesaria la inclusión en los mismos del e-moderator o e-moderador, docentes con habilidades especiales en las actividades online o en línea (ej., Salmon, 2000). Apoyar el aprendizaje on-line requiere del e-moderator un amplio abanico de habilidades comparado con las tareas que se realizan en una situación de enseñanza presencial. Este apoyo al aprendizaje online debe tener en cuenta que el factor que más influye en la calidad del aprendizaje de los estudiantes reside en la manera en que se usa la tecnología y no en las características inherentes al medio en sí (Inglis, Ling & Joosten, 2000). Se requiere por tanto una forma de aprendizaje que tome en cuenta las necesidades individuales, intereses y estilos, y que aliente el aprendizaje social apoyado tecnológicamente (Wenger, White & Smith, 2009).

En este sentido, en este trabajo se considera que las modernas tecnologías de la información y comunicación (TIC) tienen el potencial para desempeñar un papel importante al permitir un abordaje más eficaz, en el sentido de los procesos de aprendizaje más profundos y más persistentes (Motschnig-Pitrik & Holzinger, 2002), mientras el peso de un aprendizaje efectivo permanece con las personas, sus capacidades y valores interpersonales (Derntl, Hampel, Motschnig-Pitrik & Pitner, 2011). La tecnología ha demostrado ser capaz de apoyar a las personas en la transferencia de información y en cuestiones organizativas y administrativas, proporcionando mayor espacio para la auto-dirección, la interacción significativa en clase y experiencias de aprendizaje más ricas (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005).

Un aspecto que no debe descuidarse en entornos de enseñanza-aprendizaje con soporte tecnológico y a distancia es el referido a las evaluaciones y exámenes, que deben hacerse siguiendo procedimientos que garanticen la seguridad e integridad de los mismos (Arnold, Martin,  Jinks & Bigby, 2007), (LoSchiavo & Shatz, 2011). Es así como teniendo en cuenta la importancia del correcto uso de la tecnología en los procesos educativos y la trascendencia del rol del docente como e-moderador, que la pregunta central es la siguiente: ¿cómo pueden combinarse el aprendizaje en clase y el e-aprendizaje para lograr el máximo beneficio, es decir, para conseguir aprendizaje profundo y persistente, en un entorno amigable y seguro?.

Lamentablemente, los estándares tecnológicos de aprendizaje resultan insuficientes en cuanto a explícitamente incluir orientación sobre el uso de varias de las opciones añadidas por la tecnología actual que los escenarios innovadores de aprendizaje requieren. Por ejemplo, el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), uno de los más influyentes organismos de normalización en Ciencias de la Computación, ha elaborado una norma para Arquitecturas de Sistemas y Tecnologías de Aprendizaje (Learning Technology Systems Architectures: LTSA) (IEEE, 2001), (IEEE, 2012). Aunque la LTSA es una arquitectura técnica útil, genérica, que proporciona un conjunto de herramientas versátil, diseñar sistemas de e-learning actualizados debe comenzar desde los aspectos sociales y didácticos de aprendizaje y los procesos de e-enseñanza, y debe considerar desde el inicio los aspectos de seguridad e integridad.

En línea con lo antes mencionado y a modo de breve resumen, se comenta a continuación el estado actual de la investigación y la práctica de e-learning:

·         Aunque hay numerosos estudios individuales respecto de emplear los nuevos medios de comunicación en la educación, falta una teoría coherente para el  diseño de cursos de aprendizaje combinado. Los informes son generalmente descriptivos y carentes de indicaciones sobre la manera de generalizar los escenarios empleados para otros contextos y dominios (Nichols, 2003), (Nichols, 2008).

·         Los escenarios de aprendizaje combinado deben ser descubiertos y probados incrementalmente para adquirir aptitudes y familiaridad en su empleo. La reutilización en gran escala aún no es compatible (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005).

·         Rediseñar un curso explotando los beneficios de las nuevas tecnologías de aprendizaje es esencial pero requiere mucho esfuerzo, tiempo, experiencia y habilidades didácticos y técnicas para implementar el diseño (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005).

·         Se enfoca en cuestiones de contenido electrónico, mientras que la configuración y el proceso de aprendizaje son demasiado a menudo descuidados (Bradley & McConnell, 2008), (McConnell, 2006), (Salmon, 2000).

·         Se requieren diferentes habilidades del lado del educador (Motschnig-Pitrik & Mallich, 2004).

·         Se observa la ausencia de una consideración global, conceptual, desde el principio del diseño, de los aspectos de seguridad e integridad, especialmente en lo relacionado con entregas de trabajos, evaluaciones y exámenes, pese a los problemas de seguridad e integridad detectados y cuantificados (LoSchiavo & Shatz, 2011).

La línea de razonamiento para abordar estos temas a través de este trabajo es como sigue: La sección 2 trata del eficaz soporte de cursos mediante facilidades de las tecnologías de aprendizaje proponiéndose un entorno de trabajo (framework) en capas al que se ha llamado Arquitectura Segura Para B-Learning Basada en Patrones: ASBLBP (Secure Architecture for B-Learning Based on Patterns: SABLBP). En la sección 3 se ilustra la arquitectura ASBLBP (SABLBP) describiendo un curso universitario de Álgebra a través de las distintas capas. En la sección final se discuten las conclusiones y se señalan las líneas directrices de investigaciones futuras.

 

2. La Arquitectura Segura Para B-Learning Basada en Patrones (ASBLBP)

2.1. Motivación

Ni las plataformas de aprendizaje ni las teorías de aprendizaje aisladamente pueden proporcionar el apoyo que se necesita para realizar escenarios efectivos de b-learning, que faciliten el aprendizaje significativo y eficaz (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005). Se observa la ausencia de una consideración global de los aspectos de seguridad e integridad en los sistemas de e-learning, pese a los problemas detectados (LoSchiavo & Shatz, 2011). El punto crucial es que un enfoque integrado, combinado, hace que el todo supere a la suma de las partes componentes (Thompson & Kanuka, 2009). Por lo tanto, se requiere una solución que considere aspectos educativos y técnicos, para promover prácticas educativas mejoradas con apoyo de la tecnología.

Las ciencias de la computación tienen una larga tradición en la construcción de modelos de fenómenos del mundo real a fin de soportarlos por medios computarizados. En varias ocasiones, por ejemplo el conocido modelo de referencia Open Systems Interconnection de la Organización Internacional de Normalización (conocido como modelo “ISO/OSI”), para interconexión de sistemas abiertos, se ha utilizado un enfoque en capas para descomponer la complejidad inherente a los sistemas reales (ISO, 1994); otro modelo muy difundido es la arquitectura de redes de sistemas SNA (Systems Network Architecture) de IBM, que también utiliza un enfoque de distribución de funciones en capas o niveles (IBM, 1999). El enfoque basado en capas también ha sido utilizado en b-learning (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005).

En la figura 1 se muestra un modelo que permite examinar cuestiones individuales muy sistemáticamente, paso a paso, en el proceso de transición de situaciones de enseñanza y aprendizaje a su soporte tecnológico, incluyendo seguridad.

Fig. 1. El modelo de Arquitectura Segura Para B-Learning Basada en Patrones (ASBLBP). Fuente: autores.

2.2. Origen y estructura

En numerosos trabajos se ha demostrado la utilidad de modelar los escenarios de aprendizaje, para recoger las opiniones de los participantes y para determinar cómo los escenarios podrían mejorar al ser apoyados por tecnología Web de enseñanza y aprendizaje (Acosta, Macías & La Red, 2009), (Brown & Atkins, 1988), (Fuentes, 1997), (La Red, Acosta, Uribe & Rambo, 2011), (La Red, Rodríguez & Uribe, 2009), (Melville, 2009). Mediante la retroalimentación de los estudiantes y profesores es fácil determinar que varios escenarios resultaron eficaces en diferentes cursos (Derntl & Calvo, 2011), (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005), (Motschnig-Pitrik & Derntl, 2008). Esto llevó a generalizarlos y a modelarlos y describirlos como patrones, incluyendo estructura, flujo de actividades y varios otros parámetros específicos. Los patrones son soluciones encapsuladas a problemas recurrentes que han probado ser útiles en el manejo de sistemas complejos con estrictos requisitos. El enfoque basado en patrones ha sido aplicado ampliamente en multitud de áreas del conocimiento, habiendo demostrado reiteradamente su eficacia (Buschmann, Meunier, Rohnert, Sommerlad & Stal, 1996). La buena práctica de diseño requiere que estos patrones se mantengan independientes de cualquier implementación específica tanto como sea posible, pero finalmente deberán aplicarse a casos concretos (Fernandez, La Red & Peláez, 2010), (Fernandez, Larrondo-Petrie, Sorgente & VanHilst, 2006).

Este requisito justifica introducir en el modelo la capa de Plantillas Web. Esencialmente, las plantillas Web son secuencias de pantallas interactivas (similares a los asistentes) que especifican la aplicación de precisamente esas interacciones como subir archivos, emitir comentario, responder a cuestionarios, etc., que forman parte del entramado del proceso de enseñanza y aprendizaje basado en Web. Así, en los escenarios y los patrones del modelo basado en la Web y en las prácticas cara a cara, las plantillas Web proporcionan especificaciones de aplicación para aquellas características compatibles con la Web que coincidan con las necesidades de sus usuarios en el proceso educativo en acción.

2.3. Las capas o niveles del modelo ASBLBP

En el proyecto de patrones de aprendizaje electrónico centrado en la persona (Person-Centered e-Learning: PCeL) (Derntl, 2004; Derntl & Motschnig-Pitrik, 2004), se usó el modelo BLESS como entorno de trabajo (framework) para estudiar, aplicar, evaluar y mejorar el aprendizaje combinado, y los escenarios de aprendizaje centrado en la persona (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005). En la figura 1 se muestra el modelo en capas utilizado en este trabajo, que amplía el modelo BLESS antes mencionado, considerándose cuestiones didácticas, tecnológicas y de seguridad.

2.3.1. Nivel 0: Teoría de aprendizaje y fundamentos didácticos

La capa o nivel superior actúa como directriz del proceso de enseñanza – aprendizaje, proporcionando los aspectos filosóficos y conceptuales que guiarán el desarrollo de las distintas tareas del proyecto educativo. Establece los objetivos generales educativos y actitudes interpersonales resultantes y, en consecuencia, presenta requerimientos y limitaciones en la solución tecnológica.

Sin duda, la mayoría de los cursos basados en la Web hoy en día está diseñada utilizando principios educativos constructivista (Bangert, 2004), (Zhu, 2008). La estrategia de b-learning empleada en el proyecto PCeL es coherente con estos principios, centrándose en la prestación de un ambiente de aprendizaje propicio basado en actitudes interpersonales centrado en la persona (Derntl, 2004), (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2004b), (Rogers, 1983). En este trabajo se sigue la misma línea de pensamiento.

2.3.2. Nivel 1: Cursos de b-learning

Este nivel representa cursos concretos de b-learning. Se considera y se aplica la orientación didáctica que fluye desde el nivel superior, y se integran elementos del nivel 5, en la filosofía educacional básica. Se debe tener en cuenta que para ser plenamente eficaz, los elementos didácticos y tecnológicos se deben acoplar armoniosamente.

Las facilidades de la tecnología de aprendizaje tienen que ser seleccionadas y organizadas, como para mejorar los procesos de aprendizaje mediante el apoyo a los fundamentos didácticos subyacentes (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005).

2.3.3. Nivel 2: Pautas de seguridad

En esta capa se deben especificar a nivel conceptual las políticas y pautas de seguridad que se aplicarán en los cursos de b-learning. Estas pautas podrán adaptarse a las exigencias de los distintos tipos de cursos conforme a las características específicas de los mismos (Blustain, 2008), (Gellman-Danley & Fetzner, 1998), (Yoder & Barcalow, 1998), (Wallace & Young, 2010).

En función de los requisitos específicos luego se utilizarán los patrones de seguridad (security patterns) correspondientes a los mismos.

Un patrón de seguridad es una solución bien conocida a un problema recurrente de seguridad de información, que encapsula experiencia en seguridad en forma de soluciones trabajadas a estos problemas recurrentes, presentando problemas y limitaciones en el uso del patrón y ejemplos (Kienzle, Elder, Tyree, & Edwards-Hewitt, 2002), (Schumacher, Fernandez, Hybertson, Buschmann & Sommerlad, 2006).

2.3.4. Nivel 3: Escenarios de cursos de b-learning seguros

Este nivel constituye el primer nivel de abstracción de la realidad. Proporciona de manera semi-formal modelos conceptuales y visualizaciones de escenarios concretos modelando sus diagramas de secuencias y de actividades en la notación del estándar de lenguaje unificado de modelado (Unified Modeling Language: UML) (Object Management Group, 2012); las actividades se documentan con descripciones textuales. El nivel 3 constituye el primer paso hacia el estudio de patrones, que se sitúa en el nivel 4.

2.3.5. Nivel 4: Patrones de b-learning seguros

Las actividades de los cursos –básicamente fragmentos de escenarios– que son consideradas eficaces para el logro de los objetivos de aprendizaje se descomponen y generalizan en patrones de actividades de aprendizaje auto-contenidos.

Algunos ejemplos de patrones incluyen la recopilación y construcción de conocimientos en línea en equipos o grupos, publicación de contenidos electrónicos, elementos interactivos o tormenta de ideas cara a cara, varias formas de retroalimentación, evaluación y valoración, o cualquier otra actividad frecuente en el b-learning (Gallupe, Dennis, Cooper, Valacich, Bastianutti & Nunamaker, 1992), (Santanen, Briggs & de Vreede, 2004), (Toubia, 2006).

La transición de la modularización de nivel 3 a nivel 4 permite mayor focalización e implementación selectiva (enlace al nivel 5), así como evaluación de patrones.

Viceversa, compilando y combinando patrones simples, se puede componer un nuevo curso o modelo de escenario de actividad de aprendizaje (enlace al nivel 3) y posteriormente aplicarlos y evaluarlos en cursos concretos (nivel 1).

2.3.6. Nivel 5: Plantillas Web

Las plantillas Web del nivel 5 se derivan de los patrones y muestran páginas Web parametrizadas, interactivas, que describen cómo utilidades (componentes simples) de la plataforma de aprendizaje pueden ser ordenados y combinados, tal como para construir componentes complejos, de manera de mapear óptimamente el patrón del proceso subyacente en la plataforma de aprendizaje (enlace al nivel 6).

Cada plantilla Web debe mostrar tres vistas complementarias: vista participante (véase un ejemplo en la sección 3), vista de administración y vista de informe (Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005).

2.3.7. Nivel 6: Plataformas de b-learning seguras

Para soportar el escenario de aprendizaje basado en patrones en una plataforma de aprendizaje, las respectivas plantillas Web, así como sus patrones dependientes e incluidos deben ser implementados y aplicados en esa plataforma de aprendizaje. Esto puede lograrse ya sea organizando las características existentes que ofrece una plataforma, o realizando una implementación personalizada de las respectivas plantillas Web en el sentido de una extensión de plataforma.

Las plantillas Web pueden utilizarse como especificaciones genéricas para la aplicación de módulos de extensión de la plataforma personalizados que permiten el óptimo conjunto de opciones de configuración y uso.

 

3. El modelo ASBLBP aplicado al curso de Álgebra de la LSI

3.1. Nivel 0: Teoría de aprendizaje y fundamentos didácticos

El enfoque adoptado como base didáctica para el curso de Álgebra es el enfoque de Rogers centrado en la persona (Person-Centered Approach), apoyado por recursos tecnológicos disponibles en la Web (Acosta, Macías & La Red, 2006, 2009), (Acosta, Macías, La Red, González Cabañas & González, 2006), (Fairfield, 1988), (Rogers, 1983).

El aprendizaje centrado en la persona es un tipo de aprendizaje significativo que integra nuevos elementos, conocimientos, o ideas, para que el alumno se mueva a un espacio avanzado de significado y de inventiva (Barret-Lennard, 1998). Se lo puede caracterizar brevemente por los siguientes objetivos (Rogers, 1983):

·         Lograr un modo participativo en todos los aspectos de aprendizaje y toma de decisiones, que promueva experimentar la auto-responsabilidad para el aprendizaje y para evaluar los beneficios.

·         Promover un clima de confianza en que la curiosidad, el interés por el aprendizaje, y las habilidades personales puedan desarrollarse y mejorarse.

·         Ayudar a los estudiantes a lograr resultados; esto es apreciado por ellos y lo  consideran interiormente significativo, como construir su autoestima y confianza.

·         Permitir auto-evaluaciones para demostrar los aprendizajes significativos en base a los objetivos de aprendizaje de los estudiantes.

·         Identificar, seleccionar y presentar a los estudiantes recursos para mejorar sus experiencias de aprendizaje.

·         Aumentar la capacidad de una persona para experimentar y explorar sus propios procesos, sensibilizarla de manera significativa en la investigación, en otras palabras, que el alumno logre aprender a aprender.

Son numerosas las investigaciones acerca del enfoque centrado en el estudiante (Student Centered Approach) que han comprobado que los alumnos alcanzan resultados superiores junto con mayor confianza en sí mismo, creatividad, apertura a la experiencia y respeto, si aprenden en un ambiente o clima en el cual el facilitador (instructor, profesor, etc.) tiene tres condiciones actitudinales principales y si los alumnos las perciben, al menos en cierta medida (Aspy, 1972), (Baxter & Gray, 2001), (Chase & Geldenhuys, 2001), (Cornelius-White, Hoey, Cornelius-White, Motschnig-Pitrik & Figl, 2004), (Rogers, 1961), (Rogers & Freiberg, 1994), (Tausch & Tausch, 1998). Las condiciones principales son: congruencia, también llamada veracidad, autenticidad, transparencia, franqueza; aceptación, también llamada respeto o consideración positiva incondicional; y la comprensión empática, una comprensión profunda de los sentimientos y significados de los demás (Rogers, 1961).

3.2. Nivel 1: Curso de b-learning

El curso de Álgebra es parte de la Licenciatura en Sistemas de Información (LSI) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura (FaCENA) de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE), de Argentina; se desarrolla en el primer cuatrimestre del primer año del plan de estudios de la carrera, con una carga horaria total de 128 horas y una carga semanal de 8 horas. Los estudiantes se dividirán en 2 grupos para las clases teóricas y en 6 comisiones presenciales de aproximadamente 60 alumnos y luego en pequeños grupos, generalmente de 3 alumnos, para la realización de los trabajos prácticos (proyecto); también existirá una comisión, llamada Grupo Virtual, en la que se aplicará intensivamente la modalidad del b-learning.

Para el soporte Web de las actividades de aprendizaje del curso se utilizará el servidor provisto por la Facultad y la Universidad y material didáctico desarrollado y a desarrollar por los docentes a cargo de la asignatura (MaDiMAC).

3.3. Nivel 2: Pautas de seguridad

Se han establecido las siguientes pautas de seguridad: se debe brindar seguridad de acceso (secure access), se debe limitar el ingreso al aplicativo a un único punto de acceso (single access point), se debe poder gestionar y controlar criterios de seguridad mediante un punto de control (check point), se debe poder agrupar a los usuarios según lo que puedan o no hacer, es decir, según roles (roles), se debe poder gestionar a través del aplicativo información global acerca del usuario mediante una sesión (session), se debe poder presentar a los usuarios una visión limitada (limited view) de la información total disponible, según los permisos que tengan para verla o procesarla (Yoder & Barcalow, 1998).

3.4. Nivel 3: Escenario del curso de Álgebra

A continuación, se describe verbalmente el flujo de actividades de aprendizaje del curso de Álgebra, como se muestra en las figuras 2 y 3, en las cuales las actividades basadas en la Web se han identificado con la W en un círculo:

·         Reunión inicial: Se intercambiará información sobre la modalidad del curso, la programación o planificación y la plataforma de aprendizaje. Las expectativas de los participantes serán analizadas y compartidas en equipos pequeños y en todo el grupo. Se explicarán los trabajos prácticos (Guías de Trabajos Prácticos o GTPs) a desarrollar, que constituyen el “Proyecto” del curso, indicándose la estructura y los hitos del mismo. Toda la información organizacional disponible se pondrá en línea antes de la reunión inicial.

·         Constitución de grupos y elaboración de propuestas de trabajo: Los estudiantes se integrarán por sí mismos en pequeños equipos (de 3 miembros cada uno) y elaborarán las propuestas de trabajo, es decir cómo se organizarán para realizar el proyecto (las GTPs). Además de desarrollar las GTPs obligatorias, deberán elegir de entre las GTPs electivas al menos el número mínimo establecido por el profesor. Las respectivas propuestas de trabajo serán discutidas en reuniones de grupos.

·         Para cada uno de los hitos del proyecto (corresponden a las entregas de GTPs resueltas):

o   Los participantes elaborarán las soluciones de las respectivas GTPs y prepararán los informes correspondientes, cuya entrega constituirá los hitos del proyecto, y harán las correspondientes presentaciones. Cualquier documento podrá ser almacenado en el espacio de trabajo de los grupos, en línea y, tras la finalización, deberán publicarse de tal manera que puedan ser accedidos por otros participantes para revisión y comentarios. Posteriormente, los participantes presentarán las soluciones para los distintos hitos del proyecto a todo el grupo o a un grupo asociado a fin de recibir retroalimentación sobre sus soluciones y presentaciones de sus compañeros y del facilitador (profesor). Se proporcionarán facilidades de comentarios (feedback) en línea para permitir comentar directamente las contribuciones individuales y para hacerlas visibles para que otros también se beneficien de ellas.

o   Luego de que un grupo haya finalizado todas las actividades de todos los hitos,  reflejarán sus experiencias mediante la presentación de un formulario en línea, que es accesible para el instructor y para todos los participantes, y que se describe en la siguiente reunión de presentación.

·         Las fases de evaluación incluyen:

o   Una mezcla de autoevaluación y evaluación por el instructor (profesor) para proporcionar múltiples perspectivas sobre las contribuciones de los grupos. Los estudiantes envían comentarios a través de hojas de reacción (respuesta) proporcionadas en línea y completan un cuestionario final.

o   En una sesión final, el instructor tiene breves sesiones coloquiales con cada grupo. Su proyecto (informes de resolución de las GTPs) y todas las contribuciones se discuten y se asignan calificaciones basándose en la multitud de perspectivas y aportaciones de cada individuo.

o   También se realizarán evaluaciones (exámenes presenciales) parciales que consistirán en ejercicios prácticos similares a los de las GTPs, y evaluaciones finales (exámenes presenciales) referidas a los contenidos teóricos de la asignatura.

Fig. 2. Escenario del curso de Álgebra – primera parte. Fuente: autores.

 

Fig. 3. Escenario del curso de Álgebra – segunda parte. Fuente: autores.

Discusión del escenario

El escenario propuesto es más complejo que en la educación tradicional dirigida por el profesor, muchas veces basada en trabajos individuales. Se postula aquí que esta complejidad adicional añadirá un valor significativo para el proceso de aprendizaje, destacándose los siguientes aspectos:

·         Una participación más activa de los estudiantes e instructores y una mayor comunicación incrementará la interacción en las reuniones de grupos, la  motivación, la cooperación y logrará más aprendizaje auto-dirigido, con más responsabilidades de los estudiantes y del grupo.

·         Podrán discutirse más perspectivas sobre las teorías y contenidos.

·         Podrá lograrse un mayor grado de autenticidad alentando a los estudiantes para seleccionar y proponer problemas y material apropiado y para plantear preguntas que personalmente consideren que vale la pena analizar.

·         Los estudiantes desarrollarán aptitudes referidas a los temas de los trabajos prácticos, ya que deberán presentar sus resultados, deberán defender sus propuestas y soluciones, debiendo emplear TICs y afrontar instancias presenciales.

·         Los estudiantes tomarán múltiples roles. Además de ser autores y presentadores, serán compañeros ingeniosos, revisores y oyentes activos. También se les animará a desarrollar la capacidad reflexiva.

3.5. Nivel 4: Ejemplo de Patrones de b-learning seguros: Aprendizaje Basado en Proyecto (Project-Based Learning)

El curso de Álgebra incluirá una instancia concreta del patrón Project-Based Learning (Aprendizaje Basado en Proyecto) (Derntl, 2005), que se representa en la figura 4 y se explica brevemente en la tabla 1; los patrones relacionados se muestran en las figuras 5 a 14. Estos patrones están disponibles en el Pattern Repository (Repositorio de Patrones) mencionado en (Derntl, 2005). Mientras que el escenario de las figuras 2 y 3 muestra un auténtico flujo de actividades de un curso concreto de b-learning, el patrón representa un flujo más generalizado que puede aplicarse con variaciones en varios cursos concretos que empleen aprendizaje basado en proyectos como el enfoque primario de enseñanza y aprendizaje.

En términos de repositorio de patrones, el patrón Project-Based Learning está principalmente compuesto por una serie de instancias consecutivas del patrón Project Milestone (Hitos de Proyecto), resultando en un modelo general de un proceso de resolución interactivo de problemas. Se trata de un patrón genérico, por lo que no define un tipo específico de proyecto, ni el número concreto de hitos del mismo.

Figura 4. Patrón Project-Based Learning (Aprendizaje Basado en Proyecto). Fuente: Derntl & Motschnig-Pitrik, 2005.

 

Figura 5. Patrón Problem Proposals (Propuesta de Problemas). Fuente: Derntl, 2005.

 

Figura 6. Patrón Team Workspaces (Espacio de Trabajo del Grupo). Fuente: Derntl, 2005.

 

Figura 7. Patrón Information Gathering (Recopilación de Información). Fuente: Derntl, 2005.

 

Figura 8. Patrón Project Milestone (Hitos de Proyecto). Fuente: Derntl, 2005.

Figura 9. Patrón Proposal (Propuesta). Fuente: Derntl, 2005.

 

Figura 10. Patrón Publish (Publicación). Fuente: Derntl, 2005.

 

Figura 11. Patrón Approval (Aprobación). Fuente: Derntl, 2005.

 

Figura 12. Patrón Interactive Element (Elemento Interactivo). Fuente: Derntl, 2005.

 

Figura 13. Patrón Alternating Phases (Alternancia de Fases). Fuente: Derntl, 2005.

 

Figura 14. Patrón Collect (Colecta). Fuente: Derntl, 2005.

 

Tabla 1

Descripción de las actividades básicas del patrón de Project-Based Learning (Aprendizaje Basado en Proyecto). Fuente: autores.

Actividad                               Descripción

Propuestas del proyecto    Como en cualquier entorno centrado en la persona, los participantes tienen derecho a proponer sus propios temas de interés para los proyectos (GTPs) (Problem Proposals)

Crear espacio de trabajo para

los proyectos                        Para que los equipos de proyectos gestionen sus documentos, se les proporciona espacios de trabajo de grupo (Team Workspaces) en línea para sus elaboraciones

Recopilación de información       Cuando sea requerido por las características del proyecto, cualquier forma concreta de Information Gathering (ej., Brainstorming, Theory Elaboration, Computer-Mediated Communication, etc.) puede utilizarse para elaborar teorías pertinentes, técnicas y contenido subyacente al trabajo del proyecto

 

Se debe tener en cuenta que las referencias a otros patrones se muestran en letra cursiva.

Respecto del soporte de la seguridad, se propone utilizar los patrones de la arquitectura para aplicaciones seguras que se detallan a continuación (Yoder & Barcalow, 1998):

·         Single Access Point (Único Punto de Acceso): Proporciona un módulo de seguridad y una manera de iniciar sesión en el sistema.

·         Check Point (Punto de Control): Organiza controles de seguridad y sus repercusiones (figura 15).

·         Roles (Roles): Organiza usuarios con privilegios de seguridad similares (figura 16).

·         Session (Sesión): Localiza información global en un entorno multiusuario.

·         Full View With Errors (Vista Completa con Errores): Proporciona una vista completa a los usuarios, mostrando excepciones cuando sea necesario.

·         Limited View (Vista Limitada): Permite a los usuarios ver sólo aquello a lo que tienen acceso.

·         Secure Access Layer (Nivel de Acceso Seguro): Integra seguridad a las aplicaciones con nivel de seguridad básico.

Estos patrones interactúan entre sí como se indica en las figuras 17 y 18.

Figura 15. Ejemplo de algoritmo de Check Point (Punto de Control). Fuente: Yoder & Barcalow, 1998.

 

Figura 16. Relación entre Usuario, Rol y Privilegio. Fuente: Yoder & Barcalow, 1998.

 

Figura 17. Diagrama de interacción de los patrones. Fuente: Yoder & Barcalow, 1998.

 

Figura 18. Diagrama de colaboración de clases. Fuente: Yoder & Barcalow, 1998.

3.6. Nivel 5: Plantillas Web

Las plantillas Web mostrarán páginas Web interactivas que describirán cómo los foros, espacios de trabajo de equipo, formularios Web y otras utilidades de las plataformas de aprendizaje podrán organizarse para soportar óptimamente el flujo de actividades del patrón respectivo.

Se buscará la aplicación personalizada y centrada en el usuario de la tecnología Web,  haciéndola intuitiva de utilizar por docentes y estudiantes. Las plantillas Web se implementarán como servicios web (web services), piezas de software que utilizan un conjunto de protocolos y estándares que sirven para intercambiar datos entre aplicaciones. La interoperabilidad se consigue mediante la adopción de estándares abiertos. Las organizaciones OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) y W3C (World Wide Web Consortium) son los comités responsables de la arquitectura y reglamentación de los servicios Web. Para mejorar la interoperabilidad entre distintas implementaciones de servicios Web se ha creado el organismo WS-I (Web Services Interoperability Organization), encargado de desarrollar diversos perfiles para definir de manera más exhaustiva estos estándares.

Se utilizarán los principales estándares relacionados con los servicios web, que son los siguientes (Christensen, Curbera, Meredith & Weerawarana, 2001), (W3C Working Group, 2004):

·         Web Services Protocol Stack: Conjunto de servicios y protocolos de los servicios Web.

·         XML (Extensible Markup Language): Formato estándar para los datos que se vayan a intercambiar.

·         SOAP (Simple Object Access Protocol) o XML-RPC (XML Remote Procedure Call): Protocolos sobre los que se establece el intercambio.

·         Otros protocolos: los datos en XML también pueden enviarse de una aplicación a otra mediante protocolos normales como HTTP (Hypertext Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), o SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).

·         WSDL (Web Services Description Language): Lenguaje de la interfaz pública para los servicios Web. Es una descripción basada en XML de los requisitos funcionales necesarios para establecer una comunicación con los servicios Web.

·         UDDI (Universal Description, Discovery and Integration): Protocolo para publicar la información de los servicios Web. Permite comprobar qué servicios web están disponibles.

·         WS-Security (Web Service Security): Protocolo de seguridad aceptado como estándar por OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards). Garantiza la autenticación de los actores y la confidencialidad de los mensajes enviados.

3.7. Nivel 6: Plataforma de b-learning seguro

Se implementarán las plantillas Web necesarias para conformar la plataforma de b-learning seguro, utilizando una arquitectura basada en servicios Web (Christensen, Curbera, Meredith & Weerawarana, 2001), (W3C Working Group, 2004). Se tomará como referencia la plataforma CEWebS (Cooperative Environment Web Services) (Derntl, 2005), (Mangler & Derntl, 2004).

 

5. Conclusiones y trabajos futuros

Este trabajo presenta una forma sistemática de resolver la complejidad del diseño de cursos de b-learning seguros utilizando niveles o capas,  e ilustra su aplicación en un enfoque basado en patrones, que hace hincapié en los procesos educativos con marcado uso de tecnología de aprendizaje, en un entorno con seguridad.

El enfoque es capaz de crear un vocabulario, taxonomía y repositorio común como base para mejorar la comunicación e intercambio entre profesionales e investigadores en el aprendizaje mejorado por la tecnología.

A diferencia de otros enfoques existentes, y de acuerdo con la afirmación de que el enfoque basado en patrones para diseñar el aprendizaje no debe ser pedagógicamente neutral, el enfoque presentado aquí se basa fundamentalmente en los principios pedagógicos del Enfoque Centrado en la Persona (Person-Centered Approach) (Rogers, 1961), (Rogers, 1983).

Organizar los patrones en diferentes niveles de detalle y granularidad los hace reutilizables y extensibles, y por lo tanto más fácilmente adaptables a necesidades específicas (Alexander, 1979), (Alexander, Ishikawa, Silverstein, Jacobson, Fiksdahl-King & Angel, 1977). Este beneficio está más justificado en el caso en que los patrones se implementan en forma de páginas Web personalizadas, parametrizadas, destinadas a apoyar a los usuarios en la realización de tareas específicas tales como armado de equipos, suministro de retroalimentación, o de evaluación, y así reducen notablemente el esfuerzo invertido en cuestiones de organización.

La importancia de valores interpersonales bien desarrollados se refuerza en procesos y entornos de aprendizaje potenciados por la tecnología (Rogers, 1983), (Rogers & Freiberg, 1994). También se debe poner énfasis en la importancia de la interacción profesor-alumno para mejorar la eficacia del aprendizaje y la motivación de los estudiantes, en un contexto en el cual los avances tecnológicos deben ir acompañados con mejores habilidades interpersonales y actitudes de los educadores (Hiltz & Turoff, 2002).

Los nuevos escenarios deben incluir una mayor libertad e interacción de docentes y alumnos y de alumnos entre sí, propiciando las iniciativas de los alumnos, en un entorno de uso apropiado y seguro de las TICs. En este sentido se considera que la arquitectura propuesta puede cubrir una amplia gama de posibilidades, pudiendo adaptarse a diversos tipos de cursos de b-learning, haciendo uso de patrones, tanto para los aspectos de enseñanza-aprendizaje como para los de seguridad.

Las líneas de trabajos futuros incluyen la implementación de futuros patrones, así como la organización y aplicación de un repositorio compartido de patrones, para facilitar su reutilización.

 

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[1] Docente Universitario, Doctor, Universidad Nacional del Nordeste, Profesor Titular, Argentina, laredmartinez@gigared.com

[2] Docente Universitario, Ingeniero, Universidad Nacional del Nordeste, Profesor Adjunto, Argentina, laredmartinez@gigared.com

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