Concept Maps constitute one of the tools mostly used in learning management due to the possibility that they offer to contextualize learning, share knowledge and for learning to learn. At the same time, many initiatives or standards are being developed at full speed, which make the contents in different platforms and learning environments compatible. In this paper, the need to combine the technique of concept maps with the initiatives for packing the contents developed by the IMS to produce more portable and powerful content is stated. A model to create tools for learning management is proposed.
Diagramas Conceptuales y Objetos de Aprendizaje 1Departmento de Informática, Universidad Agraria de la Habana, Cuba lin@infomed.sld.cu 2 Departmento de Lenguajes y Sistemas Informáticos, Universidad de Alicante, España mmarco@renr.es, Dani.Moron@ua.es, cperez@dlsi.ua.es, p.pernias@universia.net Resumen. Los Mapas conceptuales constituyen una de las herramientas más utilizadas en la gestión del aprendizaje por la posibilidad que estos ofrecen de contextualizar el aprendizaje, compartir conocimiento, y para aprender a aprender. Al mismo tiempo se desarrollan a gran velocidad múltiples iniciativas o estándares que permiten compatibilizar los contenidos desarrollados en diferentes plataformas y entornos educativos. En este trabajo se destaca la necesidad de combinar las técnicas de diagramas conceptuales con los iniciativas para el empaquetamiento de contenidos desarrollada por IMS con el fin de producir contenidos mas portables y potentes. Se propone un modelo sirve de base para la creación de herramientas destinadas a la gestión del aprendizaje.
Con la explosión de las nuevas tecnologías y el surgimiento de potentes métodos y
herramientas para gestionar el conocimiento, se generan cada día mas comunidades
virtuales que superan los límites de la distancia y ponen en función de profesores y
estudiantes, la mayoría de los servicios del proceso docente tradicional. A pesar de
los éxitos alcanzados, el proceso de aprendizaje se ve afectado porque muchos
profesores e instituciones intentan aplicar en las nuevas circunstancias, las mismas
estructuras de aprendizaje desarrolladas por ellos para la educación tradicional. Para
generar contenidos acorde al desarrollo actual es necesario cambiar nuestro modelo mental
e incorporar la idea de que es necesario ubicar al estudiante como responsable de su
autonomía intelectual y de la gestión del conocimiento que el necesite [
Durante la década de los setenta, surge en la universidad de Cornell, Estados
Unidos, la teoría de los mapas conceptuales como una respuesta a la teoría del
aprendizaje desarrollada por Ausubel, en lo referente a la evolución de las ideas previas que
poseen los estudiantes para lograr nuevo conocimiento. Estas técnicas han constituido
desde entonces una herramienta de gran utilidad para profesores, investigadores de
temas educativos, psicólogos, sociólogos, estudiantes y otras áreas donde se necesita
tratar grandes volúmenes de información [
El diseño y construcción de los mapas conceptuales ha sido resuelto mediante estos sistemas automatizados que están disponles a los usuarios en las mas variadas formas, cada uno tiene sus formatos, su propia estructura y estilos. La mayoría de ellos produce salidas en formato HTML para permitir la navegación por los diferentes nodos del mapa.
La generalización de estas herramientas ha provocado que existan gran cantidad de conocimiento útil que está escondido en la Web que le llaman invisible, debido a que cada profesor o institución va produciendo sus propios mapas y estos no son publicados ni organizados de la forma más adecuada, de modo que puedan ser reutilizados en otro momento.
Muchas veces un concepto de un mapa se enlaza a un sitio Web donde el alumno no logra encontrar la información que necesita provocando que este pierda su esencia. Esto se produce porque en el momento del diseño el profesor no cuenta con alternativas que le permitan buscar información precisa y orientada al aprendizaje sobre un concepto.
Las herramientas existentes carecen de facilidades para implantar estructuras de representación del conocimiento de alta complejidad en los que la información pueda generarse de forma dinámica y este presente el aprendizaje cooperativo, estas se limitan solo a representar secuencias o jerarquías dada la propia naturaleza de los diagramas conceptuales.
Muchos de los problemas de compatibilidad y estructuración del aprendizaje que
hemos planteado han encontrado una vía de solución en la creación de estándares que
permiten la documentación, búsqueda y distribución de los contenidos educativos que
se generan en los diferentes entornos [
Los estándares se basan en la definición de Objeto de aprendizaje como cualquier
objeto digital que pueda ser reusado [
Existen cientos de repositorios de Objetos de Aprendizaje donde profesores y
estudiantes encuentran mucho más fácil los contenidos y los pueden incluir en sus
plataformas de desarrollo. Nosotros hemos creado un repositorio de objetos de
aprendizaje para la enseñanza del idioma Español a partir de cursos a distancia elaborados
por el Instituto Cervantes de España [
Han surgido varias especificaciones que definen estructuras estándares para
intercambiar contenidos y estructuras de aprendizaje, lo que permite convertir estas en
objetos de aprendizaje. Las más conocidas son las que ha desarrollado IMS [
IMS LD permite modelar estructuras de aprendizaje más complejas, con la
participación de muchos tipos de usuarios que pueden desarrollar actividades
docentes en paralelo, dependiendo de condiciones y con la posibilidad intercambiar
información y mensajería. Estas son las especificaciones mas completas que existen
en la actualidad para garantizar la estandarización y reusabilidad de las estructuras de
aprendizaje, pero poseen un alto nivel de complejidad tanto para su uso por parte de
los profesores como para su implementación mediante herramientas de software.
Existen varias proyectos de investigación e instituciones que trabajan y desarrollan
aplicaciones que implementan estas especificaciones en sus diferentes niveles [
Antes de definir nuestro modelo hacemos una breve referencia a los conceptos generales sobre los diagramas conceptuales y a los elementos principales de las especificaciones IMS LD .
Los elementos básicos de un diagrama conceptual son los conceptos, las palabras
enlace y las proposiciones . Los conceptos son también llamados nodos que hacen
referencia a cualquier cosa que puede provocarse o que existe. Según Novak [
En el mapa conceptual se organizan los elementos gráficamente formando cadenas
semánticas y el conocimiento esta organizado lineal y jerárquicamente formando
agrupaciones holísticas de forma que tal cuando se activa una se activa el resto. (Fig
1).
Los mapas conceptuales pueden ser descritos en forma abstracta donde los nodos
ligados por arcos pueden ser vistos como hipergrafos ordenados. Pueden ser también
representados mediante diagramas o por medio de lenguajes visuales [
Por la propia naturaleza de los MC, las estructuras jerárquicas son las mas usadas
para representarlos, pero pueden definirse otras estructuras en forma de araña,
secuenciales, o en forma de sistema donde se adicionan entradas y salidas que
alimentan cada uno de los conceptos del mapa . También existen los MC hipermediales que
contienen una serie de conceptos relacionados entre si por medio de palabras enlace
[
Como ya explicamos existen varias especificaciones que permiten modelar y describir una estructura de contenidos, con el fin de garantizar que estas sean portables y reutilizables en los diferentes entornos educativos. A continuación hacemos una breve referencia a los elementos principales que componen el “IMS Learning Design” (IMLD- LD).
IMS-LD permite describir la estructura de tareas y actividades que ocurren en una
unidad de aprendizaje. Como en todas los especificaciones, se utiliza el formato XML
para describirla. Existe una documentación rigurosa y precisa [
Una unidad de Aprendizaje basada en IMS- LD esta compuesta por objetivos,
roles (pueden ser estudiantes o profesores), actividades de aprendizaje organizadas
mediante diferentes estructuras que están a su vez formadas por objetos de
aprendizaje y servicios [
En IMS-LD se necesita conocer como los diferentes roles de usuarios realizan las
actividades organizadas en estructuras coherentes [
Estas especificaciones poseen tres niveles de implementación, el nivel A, lo hemos explicado anteriormente y es el que define el vocabulario y los metadatos necesarios para la especificación. El nivel B permite asociar propiedades y condiciones para la ejecución de las actividades y el nivel C para implementar notificaciones y mensajes entres los componentes de la unidad de aprendizaje.
Lo óptimo sería que un profesor pudiera escribir una unidad de aprendizaje
utilizando los esquemas definidos en las especificaciones, pero es imposible dada la
complejidad conceptual de las mismas y por los niveles de abstracción que son
necesarios, es por ello que han surgido herramientas y proyectos que intentan ayudar a
diseñar unidades de aprendizaje utilizando las especificaciones como base. La mayoría
del software existente se encuentra en fase de validación y posee interfaces
inadecuadas, muy complejas ligadas a las estructuras XML que poseen las especificaciones, lo
que provoca el rechazo de los usuarios. También se desarrollan bibliotecas de
funciones y componentes que permiten a los desarrolladores, crear facilidades para el uso de
estas especificaciones en las aplicaciones que estos desarrollan [
Como hemos explicado, las investigaciones demuestran, la efectividad de los mapas conceptuales en el perfeccionamiento del aprendizaje, así como la experiencia adquirida por profesores y alumnos en el manejo de estas técnicas, sin embargo es importante destacar que durante las etapas de diseño el profesor necesita asociar los conceptos de un mapa con información concreta que garantice que el MC no pierda el sentido, lo que resulta realmente difícil tanto en las bibliotecas personales como Internet sobre todo cuando la información docente no está correctamente clasificada. Cuando el mapa es exportado en forma de sitio web para que sea visible en los navegadores, se pierde de cierta forma la estructura de los mapas y la posibilidad de reutilizarlos completamente o una parte de ellos para generar un nueva unidad de aprendizaje. Es por ello que nosotros proponemos un modelo que permita a profesores y diseñadores combinar el diseño de un mapa conceptual con las facilidades que ofrecen los objetos de aprendizaje, con el fin de garantizar la búsqueda y portabilidad de los mismos.
Fig 3. Esquema de Funcionamiento de IMS-LD
Nuestro modelo se basa en la posibilidad de aplicar una trasformación T a un mapa conceptual tradicional para convertirlo en un mapa conceptual mucho mas potente, compatible en diferentes entornos y enriquecido con las facilidades que brindan las especificaciones. Se supone que el usuario dispone de uno o varios mapas conceptuales creados con cualquiera de las herramientas disponibles para ello y que tiene acceso a repositorios de objetos de aprendizaje (LO), de modo que se pueda establecer una correspondencia entre cada nodo o concepto del MC con un objeto de aprendizaje. Cada enlace es considerado como una condición que cumpla las especificaciones IMS-LD (Fig. 4)
Fig 4. Relación entre un Mapa Conceptual y las especificaciones IMS-LD Como se puede observar en la figura, durante la transformación un concepto puede asociarse a documentos en diferentes formatos que estén al alcance del diseñador o a información de internet como se hace en la forma tradicional y también a un repositorio de Objetos de aprendizaje que le permita gestionar de forma más eficiente, la información para ese concepto. El objeto de aprendizaje (LO) puede ser simple o una estructura de aprendizaje compatible con las especificaciones de diseño que hemos descrito .
Existen procedimientos y algoritmos de búsqueda muy eficientes para las estructuras XML que definen un LO y además se pueden buscar alternativas para lograr ciertos niveles de inteligencia en los gestores de LO de modo que estos puedan crear objetos de aprendizaje nuevos a partir de la información existente en el repositorio. Nosotros trabajamos en la creación de un conjunto de herramientas y servicios que automatizan la gestión de un Repositorio de LO y desarrollaremos investigaciones que nos permitan aplicar los conceptos de Ontologías en la gestión del conocimiento tomando como base la teoría sobre Objetos de aprendizaje, lo cual podría ser muy útil en este proceso.
Los nodos pueden hacer referencias a servicios como CHAT, Email o solicitar una determinada tarea de cómputo más compleja. A cada uno de los nodos se le pueden asignar propiedades (prop.) que caractericen el nodo o concepto y definir indicadores que puedan ser utilizados como condiciones o restricciones en la transición de un nodo a otro.
Se pueden diseñar aplicaciones que se basen en el modelo anterior, cuya entrada sea el mapa conceptual y la salida seria el mapa conceptual enriquecido con bondades de las especificaciones IMS-LD, lo cual garantiza su portabilidad y mayor potencia como hemos planteado.
Hemos creado una aplicación que llamamos COMALO (from COncept MAps to Learning Objects) que genera estructuras de aprendizaje compatibles con las especificaciones de diseño IMS- CP y IMS-LD en los niveles A y B. Esta aplicación utiliza un repositorio de objetos de aprendizaje y una estructura XML que representa el mapa conceptual que introduce el usuario mediante una interfaz mas cercana a sus conocimientos, sin abligarlo a conocer en detalle los términos utilizados en la especificaciones.
COMALO permite buscar en el repositorio y asociar los Objetos de Aprendizaje a los nodos, se pueden definir propiedades y transiciones que pueden estar sujetas a restricciones.
A pesar de que la aplicación esta en fase de desarrollo es posible utilizarla en la generación de mapas conceptuales que cumplan con las especificaciones IMS LD en los niveles A y B. 3
En nuestro trabajo hemos propuesto una alternativa que puede servir de base a desarrolladores de software y pedagogos, en el diseño de aplicaciones orientadas a la gestión del conocimiento porque existen las condiciones necesarias para poder implementar y llevar a la práctica las recomendaciones que se hemos planteado con el fin de producir mapas conceptuales reutilizables bajo los diferentes entornos educativos .
La vinculación de ambas teorías permitirá a los usuarios elegir información más precisa, clasificada y estructurada, acorde a la complejidad de los procesos de aprendizaje de nuestros tiempos.
Como hemos explicado, las herramientas actuales que implementan la especificaciones de diseño y empaquetamiento de contenidos, son todavía muy orientadas a los usuarios que las dominan, lo cual impide su desarrollo e implica rechazo por parte del resto de usuarios, incluso de los mas avanzados. El uso de mapas conceptuales como base para el diseño permitirá sin dudas, lograr mejores resultados .
La efectividad de la herramienta COMALO será validada mediante el diseño de cursos de español a partir del repositorio de objetos de aprendizaje que posee el Aula Virtual de Español ( AVE).
Es necesario trabajar en la interfaz grafica de esta aplicación para ofrecer mejores facilidades de diseño y trabajar intensamente en el desarrollo de interpretes que permitan utilizar las estructuras IMS-LD generadas, sobre todo en los niveles B y C donde hay muy pocos resultados.