UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE INFORMTICA Departamento de Ingeniera del Software e Inteligencia Artificial

APLICACIN DE TCNICAS DE INGENIERA DE LENGUAJES AL CAMPO DEL MODELADO EDUCATIVO. MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR PRESENTADA POR Ivn Martnez Ortiz Bajo la direccin de los doctores Baltasar Fernndez Manjn Jos Luis Sierra Rodrguez Madrid, 2011 ISBN: 978-84-694-5113-7 Ivn Martnez Ortiz, 2011

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE INFORMTICA Departamento de Ingeniera del Software e Inteligencia Artificial APLICACIN DE TCNICAS DE INGENIERA DE LENGUAJES AL CAMPO DEL MODELADO EDUCATIVO TESIS DOCTORAL Presentado por: Ivn Martnez Ortiz Bajo la direccin de los Doctores: Baltasar Fernndez Manjn Jos Luis Sierra Rodrguez Madrid, 2011 APLICACIN DE TCNICAS DE INGENIERA DE LENGUAJES AL CAMPO DEL MODELADO EDUCATIVO Memoria que presenta para optar el ttulo de Doctor en Informtica Ivn Martnez Ortiz Bajo la direccin de los Doctores: Baltasar Fernndez Manjn Jos Luis Sierra Rodrguez Universidad Complutense de Madrid Facultad de Informtica Departamento de Ingeniera del Software e Inteligencia Artificial Madrid, 2011 A mi padre VII Agradecimientos AlDr.BaltasarFernndezManjn,porsuapoyopersonalyprofesionalalolargodeestos aos. Su direccin, consejo, aportaciones y paciencia han permitido que esta Tesis saliera adelante. Asmismo,alDr.JosLuisSierraRodrguez,comocodirectordeestaTesis,quiero agradecerlesudedicacinydisponibilidadplenasparaladiscusindeestaTesis,ascomosu consejo acerca de los peligros de la grieta y por rescatarme al caer por la profunda sima. Por otro lado, agradecer a los tambin integrantes del grupo , Dr. Pablo Moreno Ger y Dra. Pilar Sancho Thomas que han aportado diferentes puntos de vista a esta Tesis, permitiendo contrastar las ideas y propuestas de la misma y que siempre han tenido un momento para discutir y analizar alguna de mis ideas. Tengo que agradecer tambin a los habitantes del Aula 16, Javier, Eugenio, ngel, las entretenidas discusiones cientficas y tcnicas a las que han aportado su toque especial y que me han permitido llevar el trabajo diario de manera ms alegre. TambinesimportanteagradecerelapoyoylosnimosinfundidosporelDr.Alfredo FernndezValmayor,antiguoco-directordelgrupodeinvestigacin,queactualmente disfrutaconsunuevaetapaaloIndianaJones.UnagradecimientoespecialaCarmenFernndez Chamizo por su siempre afable consejo como directora que fue del grupo de investigacin ISIA y del cual surgio el propio grupo . Quiero agradecer a mi familia el apoyo que me han dado durante mi etapa como estudiante y ahoraenmicarreraacadmicayaquesiemprehanpromovidomiintersinvestigador.Tambin quieroagradeceramisamigosAlfonso,Carol,Javi,NaidayNuriasuapoyoalolargodeeste proceso. Finalmente, pero no por ello menos importante, a Marta por su constante apoyo, implicacin y comprensinduranteeldesarrollodeestaTesisyenmicarreraacadmica,ysobretodopor compartir y ser mi compaera en la carrera de la vida. Diciembre, 2010 IX Acerca de este documento Estetrabajoespresentadocomounarecopilacindepublicacioneseditadas,deacuerdoala seccin4.4delaNormativadedesarrollodelRealDecreto1393/2007,de29deOctubre,porel queseestablecelaordenacindelasenseanzasuniversitariasoficialesdelaUniversidad ComplutensedeMadrid(AprobadaporelConsejodeGobiernoa14deOctubrede2008, modificado por la Comisin Permanente del Consejo de Gobierno con fecha de 29 de Octubre de 2010, publicado en el BOUC el 20 de Noviembre de 2008). Los artculos presentados son los siguientes: Martinez-OrtizI.,Moreno-GerP.,SierraJ.L.,Fernandez-ManjnB.EducationalModeling Languages.AConceptualIntroductionandaHigh-LevelClassification.EnComputersand EducationE-Learning,FromTheorytoPractice.Dordrecht,PasesBajos:Springer;2007.p. 27-40. ISBN 978-1-4020-4913-2 (libro impreso) ISBN 978-1-4020-4914-9 (libro digital). Martnez-Ortiz I., Moreno-Ger P., Sierra J.L., Fernndez-Manjn B. Supporting Authoring and OperationalizationofEducationalModellingLanguages.JournalofUniversalComputer Science; 28 de Julio 2007; 13(7): 938-947. ISSN 0948-695x (ndice de impacto JCR en 2007: 0,315) Martnez-Ortiz I, Sierra JL, Fernndez-Manjn B. Enhancing Reusability of IMS-LD Units of Learning:Thee-LDApproach.8thIEEEInternationalConferenceonAdvancedLearning Technologies (ICALT 2008). 1-5 de Julio de 2008; Santander, Espaa. Washington DC, USA: IEEE Computer Society; 2008. pp 402-404. Martinez-Ortiz,I.,Sierra,J.L.,Fernandez-Manjn,B.,Fernandez-Valmayor,A.,Language engineering techniques for the development of e-learning applications, Journal of Network and ComputerApplications,Septiembre2009,32(5):1092-1105.ISSN1084-8045,DOI: 10.1016/j.jnca.2009.02.005. (ndice de impacto JCR en 2009: 1,111) Martnez-OrtizI.,SierraJ.L.,Fernndez-ManjnB.AuthoringandReengineeringofIMS Learning Design Units of Learning. IEEE Transactions on Learning Technologies 2(3) , Marzo XAPLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO 2009:189-202.IEEEcomputerSocietyDigitalLibrary.IEEEComputerSociety,DOI: 10.1109/TLT.2009.14. Martnez-Ortiz I., Moreno-Ger P., Sierra J.L., Fernndez-Manjn B. Using DocBook and XML Technologies to Create Adaptive Learning Content. International Journal of Computer Science and Applications; Junio 2006; 3(2): 91-108. Martnez-OrtizI.,SierraJ.L.,Fernndez-ManjnB.EnhancingIMS-LDUnitsofLearning Comprehension. 4th InternationalConferenceon Internetand WebApplicationsandServices (ICIW 2009). 24-28 de Mayo de 2009; Venecia, Italia. pp 561-566. Martnez-OrtizI.,SierraJ.L.,Fernndez-ManjnB.Translatinge-learningFlow-Oriented ActivitySequencingDescriptionsintoRule-basedDesigns.6thInternationalConferenceon Information Technology: New Generations (ITNG 2009). 27-29 de Abril de 2009; Las Vegas, EEUU. Washington DC, EEUU: IEEE Computer Society; 2009. pp. 1108-1113. De acuerdo a la normativa, este documento tambin incluye una introduccin y un estudio del estado del arte en el dominio. Tambin hay una descripcin de los objetivos propuestos para este trabajo y una discusin integrando los contenidos de los ocho artculos y relacionndolos con los objetivosmencionados.Adicionalmente,sepresentaunaseccinconelobjetivodeanalizarlos resultados,ascomoderesumirunasconclusionesytrabajofuturo.Finalmente,seincluyeuna bibliografa que integra y complementa todas las referencias de los artculos incluidos. ACERCA DE ESTE DOCUMENTOXI Resumen LosLenguajesdeModeladoEducativo(EMLs,deltrminoeninglsEducationalModeling Language)permitenalosprofesoreslaformalizacindelosprocesosdeenseanzamediantela creacindeundiseoeducativo.Estosdiseoseducativoscontemplantantolospropios contenidos educativos como las actividades complementariasnecesarias para lograr un uso eficaz detalescontenidos,ascomoparamejorarelaprendizaje.Losdiseoseducativosformalizados medianteunEMLtienenlaventajadepoderserprocesadosautomticamentemediante herramientasinformticas.Elprincipaltipodeprocesamientodelosdiseoseducativosconsiste enlaconfiguracinautomticadelentornovirtualdeenseanzaconelfindedarsoporteal proceso de enseanza representado mediante el EML. Esta representacin explcita tiene distintas ventajas,entrelasquedestacaquelosdiseoseducativospuedenserreutilizadosporotros profesores, bien como ejemplo de buenas prcticas en la enseanza o, bien como punto de partida para adaptar el diseo educativo a las necesidades especficas de sus alumnos. Pese al potencial de los EMLs, su uso por parte de los profesores todava es limitado debido en gran parte, por un lado, a la falta de herramientas sencillas que faciliten su aplicacin y, por otro, a la dificultad de su uso como consecuencia de la alta expresividad de estos lenguajes. El objetivo de esta Tesis consiste en facilitar el uso de los EMLs por parte de los profesores a travs de dos lneas principales: Acercar la terminologa de los EMLs a la terminologa utilizada por parte de los profesores. Promoverysimplificarlareutilizacindediseoseducativosexistentes,poniendoalmismo nivel la reingeniera de diseos educativos y la creacin, partiendo de cero, de nuevos diseos. EstaTesisproponelacreacindeEMLsespecficosparaelprocesodeautoraconideade utilizar una terminologa cercana a los profesores y, al mismo tiempo, mantener la compatibilidad conlosEMLsestandarizadosexistentesenlacomunidadeducativa.Asmismo,proponeun modelodeprocesocompletoenelquelosprofesoresparticipanactivamenteenlaconcepcin, diseoyoperacionalizacindeestosEMLsdeautora.Finalmente,estaTesisabordala problemtica de la reutilizacin de diseos educativos preexistentes tanto desde el punto de vista metodolgico,integrandolareutilizacinenelprocesodeautora,comodesdeelpuntodevista tcnico,proporcionandoherramientasdeanlisisquefacilitenlacomprensindelosdiseos educativos preexistentes. Este trabajo de Tesis se encuadra dentro del campo de la enseanza apoyada por la tecnologa, queglobalmentesedenominaporeltrminoeninglse-learning,conlapeculiaridaddeque abordalosobjetivospreviamentedescritosdesdeelpuntodevistayconherramientasdela XIIAPLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO IngenieradeLenguajesSoftware.ConestepropsitoseconsideranlosEMLscomoLenguajes Especficos para el dominio educativo. De esta forma, la aproximacin de esta Tesis aprovecha un campo,eldelaIngenieradeLenguajesSoftware,slidamentecimentadoyconunafuerte tradicin,enelqueexistenmtodossistemticos,tcnicasyherramientasbiendefinidasque pueden aplicarse al dominio del e-learning. ACERCA DE ESTE DOCUMENTOXIII Estructura del Trabajo Elncleodeestetrabajoes unarecopilacinde publicacioneseditadas,ademsde unbloque previo que integra y comenta las contribuciones de cada uno de los artculos. Por tanto, la estructura de este trabajo es como sigue: Captulo 1. Introduccin y motivacin. Captulo 2. Estudio del dominio. Captulo 3. Objetivos y planteamiento del trabajo. Captulo 4. Discusin y contribuciones. Captulo 5. Conclusiones y trabajo futuro. Captulo 6. Recopilacin de todas las publicaciones editadas. XV ndice general Agradecimientos ...................................................................................................................... VIIAcerca de este documento ......................................................................................................... IXResumen ................................................................................................................................ XIEstructura del Trabajo ........................................................................................................ XIIIndice general .......................................................................................................................... XVCaptulo 1 Introduccin ............................................................................................................. 191.1. Motivacin de la Investigacin ............................................................................... 191.2. Objetivos y Planteamiento de la Lnea de Investigacin......................................... 20Captulo 2 Estudio del dominio ................................................................................................. 232.1. Lenguajes de Modelado Educativo ......................................................................... 232.1.1. El concepto de Modelado Educativo ................................................................... 232.1.2. Los Lenguajes de Modelado Educativo .............................................................. 252.1.3. Clasicacin de los principales EMLs ................................................................ 282.1.4. IMS Learning Design .......................................................................................... 372.1.5. Herramientas de soporte a IMS-LD .................................................................... 412.1.6. Motores de ejecucin compatibles con IMS-LD ................................................. 452.1.7. Reproductores de IMS-LD .................................................................................. 462.1.8. Otras iniciativas y proyectos de investigacin relacionados con IMS-LD .......... 482.2. Lenguajes de Procesos de Negocio ......................................................................... 502.2.1. Lenguajes de Modelado Educativo y Gestin de Procesos de Negocio .............. 502.2.2. Lenguajes de Descripcin de Procesos de Negocio ............................................ 502.3. Ingeniera de Lenguajes Software ........................................................................... 532.3.1. Lenguajes de Modelado Educativo e Ingeniera de Lenguajes Software ............ 532.3.2. Lenguajes Especficos de Dominio ..................................................................... 542.3.3. Desarrollo de Software Dirigido por Modelos .................................................... 572.4. A modo de conclusin............................................................................................. 59Captulo 3 Objetivos y Planteamiento del Trabajo .................................................................... 633.1. Objetivos de la Tesis ............................................................................................... 633.1.1. Facilitar la adopcin de los lenguajes de modelado educativo ............................ 64XVIAPLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO 3.1.2. Fomentar la reutilizacin de diseos educativos ................................................. 673.2. Planteamiento del Trabajo: La Propuesta .................................................. 683.2.1. Facilitar la adopcin de los lenguajes de modelado educativo ............................ 693.2.2. Fomentar la reutilizacin de diseos educativos ................................................. 713.3. A modo de conclusin............................................................................................. 73Captulo 4 Discusin de las contribuciones de los artculos ..................................................... 754.1. Lenguajes de Modelado Educativo como Lenguajes Especficos de Dominio ....... 764.1.1. Anlisis del Dominio de los Lenguajes de Modelado Educativo ........................ 764.1.2. Gestin de Contenidos Mediante Lenguajes de Marcado Descriptivos Especficos de Dominio .......................................................................................................... 774.2. Ingeniera de Lenguajes Software y Lenguajes de Modelado Educativo ................ 784.3. El Enfoque ................................................................................................. 794.4. Autora y Reutilizacin de Unidades de Aprendizaje en ........................... 80Captulo 5 Conclusiones y Trabajo Futuro ................................................................................ 835.1. Principales Aportaciones ......................................................................................... 835.1.1. Contextualizacin de los Lenguajes de Modelado Educativo en el marco general de los Lenguajes Especficos de Dominio ........................................................... 845.1.2. AplicacindelaIngenieradelosLenguajesSoftwarealdesarrollosistemtico de herramientas de soporte de Lenguajes de Modelado Educativo ..................... 845.1.3. ArquitecturaFlexibleparasistemase-learningdirigidosporLenguajesde Modelado Educativo ........................................................................................... 855.1.4. HerramientaAuthorparalaautoraylareutilizacindediseos educativos en IMS-LD ........................................................................................ 865.2. Trabajo Futuro ........................................................................................................ 875.2.1. Completar Author y mejorar su usabilidad ........................................... 885.2.2. Inclusin del nivel C de IMS-LD en Author ......................................... 885.2.3. Aplicacin de la aproximacin a otros lenguajes de intercambio. ........ 885.2.4. Integracin de Author con motores de ejecucin de IMS-LD. .............. 895.2.5. Mejora del enfoque de importacin y reingeniera en . .......................... 895.2.6. Creacin de un DSL Toolkit para EMLs. ............................................................ 895.2.7. Creacin de un motor de ejecucin IMS-LD basado en tecnologas de gestin de procesos de negocio. ........................................................................................... 905.2.8. Aplicacin al Dominio de los Juegos y las Simulaciones Educativas ................. 90Captulo 6 Artculos Presentados .............................................................................................. 91XVIINDICE GENERAL 6.1. EducationalModelingLanguages:AConceptualIntroductionandaHigh-Level Classification........................................................................................................... 926.2. SupportingtheAuthoringandOperationalizationofEducationalModelling Languages ............................................................................................................. 1086.3. Enhancing Reusability of IMS-LD Units of Learning: The e-LD Approach ........ 1196.4. LanguageEngineeringTechniquesfortheDevelopmentofE-Learning Applications .......................................................................................................... 1236.5. Authoring and Reengineering of IMS Learning Design Units of Learning .......... 1446.6. UsingDocBookandXMLTechnologiestoCreateAdaptiveLearningContentin Technical Domains ............................................................................................... 1596.7. Enhancing IMS-LD Units of Learning Comprehension ....................................... 1776.8. Translatinge-learningFlow-OrientedActivitySequencingDescriptionsintoRule-based Designs........................................................................................................ 184Bibliografa ............................................................................................................................. 191 19 Captulo 1 Introduccin 1.1.Motivacin de la Investigacin Enlaenseanzaapoyadaporlatecnologa,queglobalmentesedenominaporeltrminoen ingls e-learning, se ha producido una gran revolucin con la nueva forma de crear contenidos que suponelosobjetosdeaprendizaje(LO,deltrminoeninglslearningobjects).Laprincipal ventajadeestanuevaformadecreacindecontenidosesquepermitecrearcursosmediante combinacindecontenidospreviamenteexistentes;esdecirpotencialareusabilidadyla interoperabilidad(Fernndez-Manjnet.al.,2007).Noobstante,yapesardelasventajasque aportanlosLOene-learning,existetambinunamplioconsensoentreloseducadoresacercade quelacreacinypresentacindematerialeseducativosdegrancalidadnoessucientepara obtener una experiencia educativa plena y satisfactoria: es igualmente importante la planicacin de las otras actividades (tutoras, exmenes, lectura de libros, etc.) que el estudiante debe llevar a cabo para utilizar los contenidos y conseguir los objetivos educativos propuestos por el profesor. De este anlisis surge el concepto de Lenguaje de Modelado Educativo (EML, del trmino en inglsEducationalModelingLanguage)comonuevapiedraangulardele-learning,yaquese pretendequelosEMLspuedanserutilizadosporlosprofesoresparaformalizarlosprocesosde enseanza (Rawlings et al., 2002) (Koper, 2000). De esta manera, las descripciones resultantes de esteprocesodeformalizacin reflejannoslolosaspectosdecontenidos(quesiguen estandoen losLO)sinotambinlasactividadesdelaformacin.Asmismo,alestardichasdescripciones representadas en un lenguaje formal, pueden ser interpretadas y ejecutadas por las computadoras. Noobstante,esnecesariodestacarqueestoslenguajesdemodeladoeducativo,apesardesu potencial, se encuentran todava ms en los estadios de investigacin y prueba acadmica que en losestadiosdeaplicacindirectaeinmediataagranescalaeneldaadadelossistemasy escenarios e-learning. Hay razones de diversa ndole que pueden explicar esta situacin y que van desdeeducadoresquesiguenteniendodudassobresuaplicabilidadprcticahastalafaltade herramientassuficientementemadurasysencillasparaprofesoresquenotenganunadecuado 20APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO conocimientotcnico.Apesardeesto,unsentirgeneralenlacomunidade-learningesque cualquieravancequeseproduzcaenestecamposerdemximarelevanciayque,portanto,a pesardesuslimitacionesactuales,esnecesariocontinuarinvirtiendoesfuerzoenmejorarla aplicabilidad prctica de los EMLs (Griffiths et. al., 2005). En esta Tesis se aborda dicha lnea de investigacin desde el punto de vista ms tcnico y de aplicacin, complementado, de esta manera, otros trabajos ms centrados en las teoras educativas subyacentes (Mayes & de Freitas, 2005). 1.2.Objetivos y Planteamiento de la Lnea de Investigacin Comosehasugeridoanteriormente,lasgrandesexpectativascreadasporlaaparicindelos EMLsparalograrsistemasdee-learningmuchomsverstilesyfuncionalesnosehanvisto completamentecumplidas.Actualmenteexistentodavadistintosobstculosqueimpidenadoptar demanera generalizadalosEMLsy, portanto, obtenerlosbeneficiosasociadosconlosmismos: sistemas ms centrados en los alumnos, en las actividades educativas y en modelos educativos que puedanserreutilizableseinteroperablesentredistintossistemasdee-learning(Koper,2001). Algunos de estos problemas como, por ejemplo, la excesiva complejidad de uso de los EMLs por parte de los instructores (debido a la alta expresividad), son problemas que consideramos hay que abordardesdeelpuntodevistametodolgico(Burgosetal.,2007).Otrosproblemascomo,por ejemplo,lafaltadeherramientasdeautoraparalosEMLsolafaltadereproductoresenlos sistemas e-learning que soporten las propuestas estndar de EMLs, son inconvenientes que deben abordarse desde el punto de vista tecnolgico (Griffiths et. al., 2005). Los objetivos principales de esta lnea de investigacin son: El primer objetivo es acercar los EMLs a los instructores (Martnez-Ortiz et al., 2008b). Puesto que los instructores son los usuarios finales de estos lenguajes, para facilitar su uso y promover suadopcinesnecesarioquelosEMLsseajustenalaterminologaempleadapordichos instructoresyalaexperienciapreviadelosmismos.Almismotiempo,sedebemantenerla compatibilidadconlaspropuestasestandarizadasdeEMLsparareutilizarlaexperiencia, herramientas e integracin con plataformas existentes compatibles con las propuestas estndar (Martnez-Ortiz et al., 2009). Elsegundoobjetivoespromoverlareutilizacindediseoseducativosexistentes.La reutilizacindediseoseducativospreviamentecreadosnosueleserdirecta,yaquees necesariocomprendereldiseoyrealizarunprocesodeadaptacinteniendoencuentalas necesidadesdelosestudiantesalosqueestdirigidoeldiseo.Portanto,elprocesode reutilizacin debe recibir una atencin equiparable al proceso de autora de diseos educativos (Martinez-Ortiz et al., 2009c). CAPTULO 1. INTRODUCCIN21 Comocasodeestudioparaponerenprcticalosavancesdesarrolladosenestalneade investigacinsehaseleccionadoIMSLearningDesign(IMS-LD)(IMS,2003)(Koper& Tattersall,2005)comoEMLrepresentativo.LaraznparaseleccionarIMS-LDcomocasode estudiosedebeaqueesteEMLgozadeunaltogradodeestandarizacin,ascomodeunaalta capacidad expresiva. No obstante, continan existiendo serias dificultades para su aceptacin por partedelacomunidaddeinstructores,ascomoparasuinclusingeneralizadaensistemas e-learning de uso habitual. ElprimerobjetivodeestalneadeinvestigacindeacercarlosEMLsalosinstructoresse aborda desde tres frentes: Integracin de lenguajes de modelado educativo de autora y lenguajes de modelado educativo de intercambio (Martnez-Ortiz et al., 2008b). Por un lado, los EMLs de autora son lenguajes especficosdedominiomscercanosalanotacinyvocabularioqueutilizanlosinstructores paradescribirsusdiseoseducativos.EstosEMLsdeautoraseconcentranenlosconceptos clavedesdeelpuntodevistaeducativo,obviandolamayorpartedelosdetallestcnicos necesariosparasuprocesamientoautomtico.Adems,estosEMLsdeautoratienenuna expresividadlimitadayadaptadaalasnecesidadesespecficasdeuninstructorodeuna comunidad concreta. Por otro lado, los EMLs de intercambio se corresponden con propuestas estndardeEMLsquetienenunagranexpresividadparadarsoporteaunagrancantidadde escenarioseducativos,y,portanto,unamayorindependenciadeldominio.Adems,enlos EMLs de intercambio es difcil abstraerse de algunas de las caractersticas tecnolgicas de ms bajo nivel, que son necesarias para simplificar la interoperabilidad entre distintas herramientas y plataformas. Propuesta de un modelo de proceso completo que integre a instructores y desarrolladores. Este enfoqueintegradorquecombinalosdostiposdeEMLs,debeincluirunmodelodeproceso completo que, por un lado, contemple las distintas fases de provisin, uso y evolucin del EML deautorayque,porotrolado,determineelpapelarealizarporlosprincipalesactores(los instructores y los desarrolladores). Propuesta de una notacin grfica para el EML de autora. Las notaciones grficas se utilizan conxitoendistintosdominiosy,enmuchoscasos,convariospropsitos.Porejemplo,una notacin grfica puede servir, por un lado, como herramienta de diseo, y, por otro lado, como herramienta de documentacin o anlisis. En base a experiencias previas, como por ejemplo el sistemaLAMS(Dalziel,2006)desarrolladoenlaMacquarieUniversitydeAustralia,existe evidencia de que el uso de la notacin grfica facilita la creacin de nuevos diseos educativos complejosyreducelacargacognitivadelinstructor.Adems,losdiagramascreadosconla notacingrficasondemayorutilidadduranteelprocesodereutilizacindeundiseo 22APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO educativo(Hernndez-Leoet.al.,2006).Conlanotacingrfica,elinstructorqueintenta reutilizareldiseo(esdecir,uninstructorquenohasidoelcreadordelmismo)obtieneuna ideageneraldelaestructuradedichodiseo,simplificando,portanto,elanlisisyla comprensin del mismo. Finalmente, el segundo objetivo de promover la reutilizacin de diseos educativos existentes se aborda desde los siguientes frentes: Enfoque completo del proceso de autora y reutilizacin de diseos educativos. Se plantea un enfoque completo del proceso de autora que incluye los distintos aspectos: (i) la propuesta de unanotacingrficadealtonivel,(ii)elplanteamientodeunametodologadediseo educativo orientado al flujo de actividades, (iii) la compatibilidad con estndares de e-learning medianteexportacinautomticay,(iv)elprocesosemiautomticodeimportacindesde representacionesXMLdediseoseducativosIMS-LDpreexistentes.Enesteltimoaspecto del proceso de importacin semiautomtica se identifica como necesaria la colaboracin de un experto en la tecnologa (tanto en XML como en el estndar IMS-LD) que ayude a representar en la notacin aquellos conceptos ms complejos que actualmente no pueden ser importados de forma automtica. Herramientas de anlisis de diseos educativos para facilitar su reutilizacin. Las herramientas deautoraestnespecficamentediseadasparasimplificarelprocesodeautoray, habitualmente,facilitantambinlareutilizacindediseospreviosrealizadosconlamisma herramienta ynotacin. Sin embargo, el soporte para simplificar la reutilizacin de un diseo educativopreexistenteyrepresentadoenotranotacinesunprocesomuchomsdifcil.El objetivodeestefrenteesproporcionarherramientasqueayudenadichacomprensinen alguno de los aspectos que se han identificado como ms complejos de entender, por ejemplo, el anlisis de las complejas relaciones que se establecen entre los elementos que intervienen en la representacin del diseo. Paralograrestosobjetivos,enlainvestigacinllevadaacaboenestaTesisseadoptarn mtodos, tcnicas y herramientas de la Ingeniera de Lenguajes Software como elementos bsicos en los que fundamentar las propuestas realizadas. 23 Captulo 2 Estudio del dominio Comosehaindicadoenelcaptuloanterior,estaTesisabordalaproblemticarelativaa facilitar y simplificar tanto el uso de los EMLs por parte de los instructores durante la produccin dediseoseducativos,comolareutilizacindediseoseducativospreviamenteexistentes.Para ello se propone utilizar tcnicas de Ingeniera de Lenguajes Software como instrumento bsico. De estaforma,lainvestigacinrealizadaseapoya,porunaparte,enlaspropuestasrelativasalos EMLsexistentesenlaactualidad(Rawlingsetal.,2002).Porotraparte,tambinsebasaenlos aspectosrelativosalaIngenieradeLenguajesSoftwarey,msconcretamente,aloslenguajes especficos de dominio y a las tendencias modernas en el desarrollo de dichos lenguajes mediante enfoques dirigidos por modelos (Kleppe, 2008). Por ltimo, en esta investigacin se han tenido en cuenta los trabajos realizados en el dominio de los lenguajes de modelado de procesos de negocio, debido a las importantes similitudes entre este dominio y el dominio de los EMLs(Aalst & Kees, 2004). De esta forma, este captulo presenta un estudio y anlisis de las tecnologas y enfoques que se han considerado ms relevantes para encuadrar adecuadamente este trabajo. Para ello, se comienza revisandolosaspectosmsrelevantesdeldominiodelosEMLs.Seguidamenteseanalizanlas caractersticas ms importantes de los lenguajes de modelado de procesos de negocio. Por ltimo, elcaptulorevisalosfundamentosycaractersticasmsrelevantesdelaIngenieradeLenguajes Software, incidiendo, para ello, en el diseo de lenguajes especficos de dominio y en las tcnicas dirigidas por modelos. 2.1.Lenguajes de Modelado Educativo 2.1.1.El concepto de Modelado EducativoElconceptodemodeladoeducativoesmuyamplioyesprevioasuusoenelcampodel e-learning.Yaseaenenseanzapresencial,comoenenseanzaadistancia,hahabidomuchos 24APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO esfuerzos para planificar y documentar el proceso utilizado para ensear a los alumnos (Dick et al., 2000). No obstante, en la mayora de los casos, se han realizado descripciones informales (a veces descritascomorecetas)oestructuradasmediantefichas(patronesoplantillas),peronosehan observado iniciativas exitosas, ampliamente aceptadas, de formalizacin y documentacin rigurosa y estndar del proceso educativo. En ese sentido se pueden distinguir, al menos, tres categoras de diseos (Martnez-Ortiz et al. 2007): Los diseos informales dnde slo se proporcionan indicaciones sobre el proceso educativo y que,normalmente,contemplanloscontenidos,elcontextoylasestrategiasautilizar.No obstante, dichas descripciones no siguen un patrn comn ni tienen porqu abordar los mismos aspectos. Los diseos estructurados en base a plantillas documentadas que tienen una serie de apartados quedescribenunconjuntofijodeaspectosyquelosinstructorescumplimentanentodoslos casos. De esta forma se obtienen descripciones ms regulares, pero normalmente no se ponen limitacionesonormasestrictasacercadecmorellenardichosapartados.Enelmejordelos casos, las plantillas se acompaan con una gua metodolgica que describe cmo rellenarlas. Los diseos formales que se expresan mediante un lenguaje informtico formal y especfico de dominio.Estelenguajeproporcionaunasintaxisqueclarificaqusepuededescribiryuna semnticaquedeterminaelsignificadodelosdiseosformalizados.Estosdiseosformales, aunque mucho ms trabajosos de crear, son susceptibles de automatizacin. Esto significa, por ejemplo,quesepuedecomprobarquelosdiseossoncorrectosyqueesfactiblecrearun sistema informtico que los ejecute automticamente. Desdeelpuntodevistadelalcancedelmodeladosepuedendistinguirlosmodelados especializados, que pretenden cubrir slo un mbito o tipo determinado de actividades educativas (e.g.WebQuest)ylosmodeladosgenricos,quepretendencubrircualquiertipodesituacin educativa, tanto por el dominio como por el tipo de actividades o medios utilizados. Ene-learningsecomienzaahablardemodeladoeducativocuandosedejadeconsiderarque loscontenidos(y,portanto, losobjetosde aprendizaje)sonelcentroyelementoprincipaldeun aprendizajeenelqueslo setieneencuentaelescenario de unalumno individualaccediendoal contenido.Deah,sehapasadoaunavisinmsglobalenlaquesetratandeespecificarlos procesoseducativosdeunaformamscompleta,enbasealascondicionesenlasquestosse realizan, y tambin en base a las actividades que tienen que llevar a cabo tanto los alumnos como losprofesoresparalograrunosdeterminadosobjetivosdeaprendizaje.Laideaespasarde sistemas basados o centrados en contenidos a sistemas ms orientados a actividades y aprendizaje activo (aunque la calidad de los contenidos sigue siendo imprescindible) que permitan incrementar CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO25 lasposibilidadesqueofrecenlosentornosdegestindee-learning.Lasideassubyacentesaeste enfoque son (Britain, 2004): Laspersonasaprendenmejorcuandoestnimplicadasactivamenteenlarealizacindeuna actividad(actividaddeaprendizaje).Elaprendizajeesunprocesoactivo,querequiere esfuerzo,yenelcualnotodoslosalumnostienenlamismacapacidaddeaprenderpors mismos. Este aprendizaje puede verse facilitado si se proporciona algn tipo de gua o soporte (estrategiapedaggica)queimpliqueomotivealosalumnos(trabajoengrupo,aprendizaje basado en problemas, etc). Lasactividadesdeaprendizajesepuedensecuenciaryorganizarparalograrunaprendizaje msefectivo.Estesecuenciamentoesloquesehadenominadoflujodeaprendizaje.El aprendizajesemejoranoslosisetienenactividadesqueimpliquenalosestudiantes,sino tambinsisediseadeformacuidosasusecuenciacineneltiempooladuracindedichas actividades. De esta forma, se pueden considerar, por ejemplo, distintas rutas de aprendizaje, comotareasquepuedanserrealizadasenparalelootrabajosquedebencompletarseen subgrupos antes de continuar con el desarrollo del curso. Losdiseoseducativossepuedendescribirdeunaformaconsistente(formal)ytransferible parafacilitarquepuedansercompartidasyreutilizadas.Aqusurgeelproblemadecmo describir una estrategia de enseanza de un modo lo suficientemente abstracto como para que sea til en un contexto diferente para el que fue creado, pero que a la vez sea suficientemente detallada como para que se pueda ponerse en prctica sin perder su valor pedaggico. Adems, dicha descripcin debe ser procesable automticamente por una computadora. Parece ampliamente aceptado que el modelado educativo, a pesar de sus dificultades, tiene una seriedeventajas.Porunlado,permitequelosprofesoresformalicensusdiseoseducativosde modoquequedenreflejadasquactividadesserealizanycmoseorganizandichasactividades. Por otro lado, cuando un diseo ha probado su eficacia, puede ser compartido con otros docentes o archivado para un uso o consulta posterior. 2.1.2.Los Lenguajes de Modelado Educativo LageneralizacindeltrminoEMLene-learningprovienedeltrabajodesarrolladoenla UniversidadAbiertadelosPasesBajos(OUNL)durantenalesdelosaos90.Elgrupode investigacin liderado por el Profesor Rob Koper analiz los sistemas de gestin de la enseanza (LMSs,desutrminoeningls LearningManagementSystems)queexistanyqueeranlosms utilizados en aquella poca, intentando identicar los problemas y defectos de dichos sistemas. En particular se identic como principal problema la falta de aplicacin de la teora instruccional y 26APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO delaprendizajedentrodelosmismos.Comoresultadosedesarrollypusoenprcticauna propuestabasadaenladenicindeunlenguajeespeccodedominiollamadoEducational ModelingLanguage(OUNL-EML)(paraevitarambigedadessedenominaraestelenguaje OUNL-EML a lo largo de este captulo, en lugar de simplemente EML).En un estudio realizado por el CEN/ISSS WS/LT Learning Technology Workshop acerca de los Lenguajes de Modelado Educativo (Rawlings et al., 2002) se dene el concepto de EML como: Modelo de informacin semntico y su vinculacin, que describen el contenido y el proceso dentro de una Unidad de Aprendizaje desde una perspectiva pedaggica y con el objetivo de dar soporte a la reutilizacin y la interoperabilidad. De esta denicin pueden extraerse los siguientes conceptos principales:ModelodeInformacinSemntico.Unmodelodeinformacinsemnticoesunmetamodelo (conceptualizacin)deundominiodediscurso.Enestecasosetratadeunmetamodeloque describe el proceso de enseanza/aprendizaje.Modelodeinformacinyvinculacin.LavinculacindeunEMLesunaformalizacin lingsticadelmodelosemntico.Habitualmente,estaformalizacinserealizamediantela denicindeunlenguajeespeccodedominiobasadoenlastecnologasXMLande conseguir una vinculacin o representacin directamente procesable en el ordenador.UnidaddeAprendizaje.ElconceptodeUnidaddeAprendizaje(UoL,deltrminoeningls UnitofLearning)eselpuntoclavedelosEMLs.EnpalabrasdelProfesorKoper(Koper, 2001): UnaUoL(tambinconocidacomounidaddeestudio)eslamenorunidadque proporciona eventos educativos a los estudiantes, satisfaciendo uno o ms objetivos educativos interrelacionados. De esta forma, en los EMLs se pasa del concepto de LO como elemento constructivo bsico y atmicoaotrodemayorgranularidadqueeslaUoLyquenosloagrupacontenidos.Por tanto,unaUoLnopuededividirsesinperdersupropiasemnticaorientadaallogrodelos objetivoseducativos.UnaUoLpuedeseruncurso,untaller,unaprctica,unatitulacin completa,etc.CadaUoLdeneelmodeloinstructivoyelentornodondeserealiza.Este entornoestcaracterizadoporlosrecursosmateriales(quepuedenserLOs)ylosservicios (v.g.foro,chat,videoconferencia,e-mail)quesernutilizadosdurantelapuestaenejecucin de la UoL. CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO27 PerspectivaPedaggica.UnEMLdebeserrelativamenteindependientedelasteoras instruccionales,demaneraqueelprofesoroeldiseadorinstruccionalpuedadecidirculde estasteorasdeseaaplicar.Deestaforma,elEMLnotratadelimitarlaexpresividaddel docente o de imponer una visin determinada de cmo debe realizarse la enseanza. ReutilizacineInteroperabilidad.LaideadetrsdelosEMLsnoesslopermitiralas aplicaciones informticas interpretar las UoLs creadas mediante dichos lenguajes sino tambin promover la reutilizacin, por ejemplo, aquellas UoLs que hayan tenido una aplicacin exitosa. Adems,tambinpermitenelintercambiodeestasunidadesdeaprendizajeentredistintos sistemasdee-learningsintenerencuentacmoelsistemadeinformacinimplementar nalmente la semntica del modelo denido. AdemsdeestosconceptosbsicosasociadosalosEMLs,elProfesorKoper(Koper,2000) identica las siguientes caractersticas deseables que debera cumplir un EML: UnLenguajedeModeladoEducativodebeestardenidoformalmenteytienequepoderser procesableporunsistemainformtico,demaneraquelasUoLscreadascondicholenguaje puedan ser interpretados por aplicaciones informticas. UnLenguajedeModeladoEducativotienequeserpedaggicamenteneutral.Comoyaseha indicado anteriormente, el lenguaje no debe imponer restricciones a la forma de ensear y, por tanto,debepermitirlaaplicacindelasdistintasestrategiaspedaggicasqueeleducador considere oportunas en la concepcin de las UoLs. UnLenguajedeModeladoEducativodebepermitiralosdiseadorescrearUoLscompletas queincluyanlasactividadesarealizarporelestudiante(quhacer?),laspersonas involucradasendichasactividades(conquin?),yelentornodondesellevarnacabolas actividades (qu materiales son necesarios?, qu herramientas?, etc.). Una UoL creada utilizando un EML debera ser perdurable, es decir, resistente a los cambios y evolucionestecnolgicas,ascomoacambiosdeplataformas,puestoquesupropsitoes facilitar la reusabilidad e interoperabilidad entre distintos sistemas y herramienta. A modo de resumen, los EMLs son lenguajes que permiten describir UoLs, las cuales a su vez describen el proceso de aprendizaje como un todo (y no slo centrado en los contenidos como se hace en el caso de los objetos de aprendizaje). Adems, otra caracterstica aadida de estos lenguajes es que proporcionan un mecanismo para la comunicacin dentro de una organizacin entre el personal tcnico de soporte y el personal no tcnico(normalmenteloseducadores)queesnecesariaparalaadecuadaoperacionalizacindel EML. Ahora las UoLs son completas, de modo que el personal tcnico puede saber qu es lo que 28APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO est planificado y ayudar a resolver las incidencias que pudieran producirse (v.g. no disponibilidad de un recurso). 2.1.3.Clasicacin de los principales EMLs A partir de las diferentes iniciativas desarrolladas en base a los principios de los lenguajes de modeladoeducativopreviamentemencionados,esposiblecrearunaclasicacinestossimilarla propuesta en (Vantroys, 2003): LenguajesEspeccos.Enestacategoraseencuentranloslenguajesque,ansincumplir estrictamentetodaslascaractersticasdeunEML,permitenalosdiseadoresdescribirlas etapas del proceso de aprendizaje utilizando una metodologa especca. En particular, dentro de esta categora podemos destacar aquellos lenguajes aplicados a la metodologa de enseanza basadaenlaresolucindeproblemas,medianteelplanteamientodepreguntas,yala recoleccin de soluciones y respuestas. LenguajesdeEstructuracindeContenidos.Estacategoraestformadaporaquellos lenguajesquepermitenalosdiseadoresorganizarlosrecursoseducativosenunasecuencia, siempreteniendoencuentalasnecesidadesdelestudianteylainteraccinconelpropio contenido, a n de mejorar la experiencia educativa. Lenguajes de Actividad. En esta categora se encuentran los lenguajes que principalmente estn enfocados a la organizacin de actividades en general (utilizando computadoras o no) durante el proceso de aprendizaje. EnlatablaTabla2.1seclasifican,deacuerdoalastrescategoraspropuestas,losEMLsque aparecen el estudio de Rawlings (Rawlings et al., 2002) y los EMLs ms relevantes en la literatura queaparecieronposteriormenteadichoestudio.Enlossiguientespuntossedarnmsdetalles acerca de cada uno de estos lenguajes. Tabla 2.1. Clasicacin de alto nivel de los Lenguajes de Modelado Educativo ms relevantes. TipoLenguajeSitio web Lenguajes Especficos Tutorial Markup Language (TML)http://www.ilrt.bris.ac.uk/netquest http://e-adventure.e-ucm.es IMS Question & Test Interoperability (IMS QTI) http://www.imsglobal.org/question/ Lenguajes de estructuracin de contenidos TArgeted Reuse and GEne ration of TEAching Materials (Targeteam) http://www.targeteam.net Learning Material Mark-up Language (LMML) No disponible ARIADNE Course (Curriculum) Description Format (A-CDF) http://www.ariadne-eu.org/ CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO29 AICC Course Data Model (AICC/CMI) http://www.aicc.org IMS Simple Sequencing (IMS SS)http://www.imsglobal.org/ simplesequencing/ ADL Sharable Content Object Reference Model 2004 (SCORM) http://www.adlnet.gov/scorm/ eLMLhttp://www.elml.ch/ http://e-docbook.e-ucm.es Lenguajes de Actividad Educational Modeling Language -Open University of the Netherlands (EML-OUNL) http://celstec.org/content/ educational-modelling-language PALOhttp://sensei.ieec.uned.es/palo/ Educational Environment Modeling Language (E2ML) http://www.istituti.usilu.net/botturil/ publications.htm Mthode dingnierie dun systme dapprentissage (MISA) http://www.licef.teluq. uquebec.ca/gp/ XEDUNo disponible http://www.e-ucm.es/projects/eld/ FlexoLDNo disponible PoEMLhttp://www-gist.det.uvigo.es/ ~mcaeiro/thesis/ LAMShttp://www.lamsfoundation.org Learning Design Visual Sequence (LVDS) http://www.learningdesigns.uow.edu.au/ Learning Design Language (LDL)No disponible IMS Learning Design (IMS-LD)http://www.imsglobal.org/learningdesign/ 2.1.3.1.Lenguajes Especcos TutorialMarkupLanguage(TML)(Brickley,1995)esunaextensindeHTMLparacrear preguntas.TMLestdiseadoparasepararelcontenidodelapreguntadesupresentacin.El formato de los archivos TML es texto plano, pudiendo ser generados a partir de otros formatos y otras preguntas que se encuentren almacenadas en una base de datos. IMSQuestionandTestInteroperability(IMS-QTI)esunapropuestadesarrolladaporel consorciointernacionalIMS (Instructional ManagementSystemsGlobalLearningConsortium) para crear bancos de preguntas y de evaluaciones (IMS, 2006b). El principal objetivo de IMS-QTI espermitirelintercambiodeevaluacionesydelainformacinasociadaalasevaluacionesentre distintosLMSs.EnlasevaluacionescreadasconIMS-QTIexisteunadivisinclaraentrelas preguntasensmismas(quesloquesepregunta?),laformaenlaquesepresentandichas preguntas al alumno y el modo en el que se evalan las respuestas dadas por el mismo. IMS-QTI permitecreartestinteractivos,losculespuedenincluirpistas(informacinparaayudaralos alumnos). Tambin es posible crear plantillas de exmenes que pueden ser instanciadas cuando los estudiantes realizan el examen, creando diferentes exmenes a partir de la misma plantilla. 30APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO (Moreno-Ger et al., 2007) es un proyecto que propone un modelo de desarrollo de videojuegos educativos que pueden distribuirse directamente a travs de un LMS (siempre que elLMScumplaconlosestndaresdeIMSContentPackaging).Conesposible crear aventuras grcas y simulaciones con estructura de juego que tengan un objetivo educativo. Estainiciativaestcompuestapordosconceptosprincipales:elmotoryel lenguaje : Elmotordeejecutalosjuegosqueestnrepresentados(ocodificados) medianteellenguaje.Estemotorescapazdecomunicarseconunsistemade e-learningoLMSpermitiendoqueeljuegopuedainformaralLMSacercadelprogresodel alumno al interactuar con el mismo.Ellenguajeesunlenguajeespeccodedominioquepermiteaunprofesor, conpocosconocimientostecnolgicosladenicindejuegoseducativos(Moreno-Geretal., 2008). Este lenguaje permite la codicacin del storyboard del juego, as como la denicin de lospersonajesyobjetosconlosquepodrinteractuarelalumno.Asmismo,tambines posible denir de manera simple las condiciones de las que dependen las distintas acciones que pueden llevarse a cabo en el juego. Finalmente, el lenguaje tambin incluye construcciones que permitenlamonitorizacindecaractersticasimportantesdesdeelpuntodevistapedaggico (v.g. si el alumno se queda bloqueado en alguna parte del juego o si toma decisiones errneas queimplicanalgnerrordeconcepto)einclusolacreacindejuegosqueseadaptanalas caractersticasespecficasdelusuario.Deestaforma,lascaractersticasdistintivasde son que tanto el motor como el lenguaje permiten crear juegos adaptativoseincluyenmecanismosquemonitorizaneinformanacercadelaactividaddelos estudiantes dentro del juego. 2.1.3.2.Lenguajes de Estructuracin de Contenidos TArgeted Reuse and GEneration of TEAching Materials (Targeteam) permite la creacin y el mantenimento(uso y reutilizacin) de contenidos educativos (Koch, 2002). Este EML permite el usodelosmaterialesendiferentessituacionesydominiospedaggicos(primaria,secundariay niveluniversitario).HaciendousodeTargeteam,esposiblecrearlasnotasdeclase,ademsde otros contenidos como aclaraciones, explicaciones y ejemplos. Este lenguaje est enfocado al uso de tecnologas XML, como TeachML, e introduce el concepto de tema (issue) como UoL. LearningMaterialMarkupLanguage(LMML)estbasadoenunmetamodeloquepuede encajarendistintosdominiosdeaplicacin.LMMLhasidodiseadocomoaplicacindelmeta-lenguajeXMLparaladescripcindeloscontenidoseducativos(Weitletal.,2002).Estos contenidos educativos estn estructurados en mdulos que, a su vez, pueden estar estructurados en CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO31 sub-mdulos. LMML se basa en una estructuracin del contenido educativo de manera jerrquica y modular, donde los contenidos creados con LMML pueden ser adaptados a diferentes situaciones de aprendizaje y a distintos tipos de estudiantes. Utiliza el concepto de curso (course) como UoL.ARIADNE Course Description Format (A-CDF) es un EML que permite la creacin de cursos enlnea(Verbert&Duval,2004).UncursoenA-CDFconsisteendocumentosXMLquesern utilizados conjuntamente con un LMS que ser el que finalmente generar los cursos (Durm et al., 2001).A-CDFponeespecialintersenelcontenidoyensuagregacin,siendoademslo sucientementeexpresivocomoparadescribirelprocesodeaprendizajedeacuerdoconun modelopedaggico.El desarrolloconA-CDFse realiza atravs de un conjunto deherramientas construidas en el seno del consorcio ARIADNE (editores curriculares, LMS, KPS). Este lenguaje establece el concepto de curso (course) como UoL. IMSSimpleSequencing(IMS-SS)denemecanismosparapoderrepresentarelordendelas actividadesdentrodeunaexperienciaeducativa,demaneraqueunLMSpuedasecuenciar actividadesdiscretasdeformaconsistente(IMS,2003b).Losdiseadoresinstruccionalesolos desarrolladoresdecontenidodeclaranelordenrelativoenelculsepresentanalalumnolos elementos de contenido, y las condiciones bajo las cuales una pieza de contenido se selecciona, se muestraoseomitedurantelapresentacin.Utilizaelconceptodeactividaddeaprendizaje (learning activity) como UoL. AICCCourse DataModel(AICC/CMI)contienetodalainformacinnecesariaparadescribir uncurso(AICC/CMI_CMI001,2004).EsteformatopuedeintercambiarseentredistintosLMSs medianteherramientasdeimportacinyexportacin,utilizandoelconceptodeUnidadesde Asignacin(AssignableUnits)comounidaddeintercambio.Lainformacingeneradadurantela interaccindelalumnoconlasunidadesdeasignacintambinesalmacenadaporelLMS. AICC/CMI utiliza el concepto de curso (course) como UoL. El secuenciamiento dentro del curso secontrolamedianteelusodelosprerequisitosquedebensatisfacerlosestudiantesantesde acceder a una nueva unidad de asignacin. ADLSharableContentObjectReferenceModel(SCORM)representaunmodelode coordinacinquetieneelobjetivodeproporcionarunacoleccindeprcticasestandarizadas susceptiblesdeserampliamenteaceptadasyampliamenteimplementadasenentornosde e-learning(ADL,2009).Dehecho,elmodeloSCORMpuedeserconsideradocomoun perlde aplicacin(deltrminoeninglsapplicationprofile)deestasprcticasyaquesudefinicinse apoya y concreta algunos aspectos de otras especificaciones ms generales como, por ejemplo, las proporcionadasporIMS.LainiciativaSCORMponeenprcticadiferentesdesarrollos tecnolgicos de las iniciativas propuestas por grupos como IMS, AICC, ARIADNE y IEEE-LTSC, todosellosagrupadosenunnicomodelodereferenciaparaespecicarunaimplementacin 32APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO consistentequepuedaserutilizadaportodalacomunidaddee-learning.SCORMdenelos fundamentos tcnicos de un LMS basado en tecnologas web, estableciendo: Un modelo de agregacin de contenidos que describe los componentes utilizados dentro de una experienciaeducativa,cmoempaquetarestoscomponentesparasuintercambio,ycmo describirestoscomponentesmedianteelusodelosmetadatosparapermitirsubsqueday descubrimiento. Adems tambin dene los requisitos para la construccin de agregaciones de contenidos (v.g. cursos, lecciones, mdulos, etc.). Estemodelo da lugar a un concepto de LO denominado Shareable Content Object (SCO). Un entorno de ejecucin dinmico para la reproduccin de los SCOs, proporcionando de esta forma,unmodeloinstruccionaladaptativobasadoenLO.Normalmentedichoentornode ejecucin se servir a los distintos clientes que acceden al sistema.UnmecanismodeinteroperabilidadentrelosSCOsqueseejecutanenelcitadoentornoyel restodecomponentesqueseejecutanenelLMSque,habitualmente,resideenelladodel servidor. Adicionalmente,enSCORM2004(anteriormenteconocidocomoSCORM1.3)seha introducidounModelodeSecuenciacinyNavegacinquepermitelapresentacindinmicade loscontenidoseducativosenfuncindelasnecesidadesdeaprendizaje.Estbasadoenla propuestaIMSSimpleSequencing(IMS-SS)ydescribecmosepuedesecuenciarelcontenido compatibleconelmodeloSCORMutilizandounasecuenciadeeventosdenavegacin,donde estoseventospuedenseriniciadosporelestudianteoporelsistema.Elcontroldelas bifurcacionesyelujopuedeserdescritoutilizandounconjuntopredenidodeaccionesque normalmente se deben fijar durante el diseo del curso. Adems, tambin describe cmo los LMSs compatibles con SCORM tienen que interpretar estas reglas de secuenciamiento expresadas por el desarrollador de contenidos, acompaadas por el conjunto de eventos de navegacin iniciados por elestudianteoporelsistema,yculessonsusefectossobreelentornoentiempodeejecucin. SCORMutilizaelconcepto deorganizacindecontenido(eninglscontentorganization)como UoL. CabedestacarenlaactualidadlainiciativainternacionalLETSI(www.letsi.org)quetiene comoobjetivopromoverydesarrollarlasiguiente generacin demarcosdetrabajointeroperable entrelossistemaseducativosenbasealaexperienciaadquiridaenlainteroperabilidadcon SCORM y otros marcos de trabajo similares. Con este objetivo LETSI ha formado varios grupos detrabajoparaanalizardiversosaspectos(v.g.secuenciamiento,arquitectura,intercambiode informacin,etc.)conelobjetivodepromoverunanuevaversindeSCORMquedenominan SCORM 2.0. El trabajo actual llevado a cabo en LETSI en lnea con SCORM 2.0 (Barr, A., 2010) CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO33 (Barr,A.,2010b)pasaporintegraractividadeseducativasdediversostiposadicionalmentealos contenidos educativos, actividades colaborativas y la integracin de servicios externos distribuidos que proporcionen dichas actividades. eLML (eLesson Markup Language) (Fisler et al., 2005) es un lenguaje especfico del dominio basadoenXMLquepermitecrearleccionesestructuradasdescritascomodocumentosXML (eLessons). Las lecciones as descritas se pueden transformar en mltiples formatos de salida, tales como IMS Content Package o SCORM, HTML, eBooks expresados en el formato ePub, PDF, etc.esunametodologayunconjuntodeherramientasideadasparasimplicarel proceso de creacin de materiales educativos adaptativos basados en el concepto de LO (Martinez-Ortizetal.,2005)(Martinez-Ortizetal.,2006),quesigueunenfoquesimilaraeLML,pero adoptandotecnologasyaexistentes.Efectivamente,utilizaunaextensinde DocBook(Walsh&Muellner,1999),unlenguajeXMLusadoenentornostcnicosparala creacindemanuales.Deestaforma,lametodologapropuestaporsebasaenla metforadeescrituradeunmanual,procesoalquehabitualmenteestnacostumbradoslos docentes(aunqueparae-learningloscontenidosdeberanserconcebidosdeformadiferente,en base a los conceptos que se quieren ensear y su relacin con los LO, y no slo como un libro que sepublicaenlared). A partir delmanualgenerado,yaplicandolasherramientasproporcionadas por , se pueden obtener distintos productos: un curso, mdulos de curso basados en LO,trasparenciasparaserutilizadascomonotasdeclase,etc.Enamboscasoselresultadonal seragregadoenunpaqueteIMSContentPackaging(IMS-CP)parapodersimplicarel intercambiodeloscontenidosentresistemasdee-learning.Adems,lasherramientas proporcionadas permiten la generacin de los contenidos en distintos formatos como, por ejemplo, HTML, PS, PDF, RTF, archivos de ayuda de Eclipse o archivos de ayuda de Windows. 2.1.3.3.Lenguajes de ActividadesOUNL-EML fue desarrollado por la OUNL para su aplicacin en e-learning. La versin 1.0 de dicholenguajeysumodeloXMLfuedistribuidaenelao2000(Koper,2000)(Koper,2001). OUNL-EMLfueseleccionadocomobasedelaespecicacinIMS-LD,integrandoOUNL-EML conlaespecicacinIMS-CPeIMS-SS.OUNL-EMLhasidoutilizadoypuestoenprcticaen diversas aplicaciones de e-learning, y, en particular, en la Universidad Complutense de Madrid en lasprimerasversionesdelproyecto(Sierraetal.,2007b).OUNL-EMLpermitela denicin de diseos de aprendizaje (diseos instructivos) con el objetivo de permitir la creacin deherramientasavanzadasdee-learning(v.g.herramientasquepermitanladenicindeun modeloeducacionalbasadoencompetencias,enportafoliooenelaprendizajecolaborativo).En OUNL-EMLunaUoLeselelementocentraldeundiseodeaprendizaje(learningdesign).Un diseo de aprendizaje es una instancia concreta de un modelo pedaggico, el cual a su vez es una 34APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO instanciadeunmetamodelopedaggico.EstemetamodelonofuerzaalosusuariosdeOUNL-EML a utilizar un modelo pedaggico concreto, sino que les permite crear y describir sus propios modelosdemaneraexpresiva.ElmetamodeloofrecidoporOUNL-EMLhasidodesarrolladoa partirdelanlisisdelosmodelosexistentesbasadosenlasaproximacionesconstructivistas (sociales), de comportamiento y cognitivas. PALOesunlenguajedemodeladodesarrolladoenlaUniversidadNacionaldeEnseanzaa Distancia(UNED)(Rodrguez-Artachoetal.,1999).PALOpermitedescribircursosorganizados mediantemdulosquecontienenactividadeseducativas,contenidoyunplandeenseanza. UtilizandoPALOeldiseadorpuedecrearplantillasparadenirtiposdeescenariosde aprendizaje. Utilizando las caractersticas del lenguaje, es posible secuenciar tareas de aprendizaje ymdulos.Adicionalmentesepuedenaadirrestriccionessobreloscursos,permitiendodenir tiemposyfechaslmite,ascomodependenciasentremdulosytareas.Utilizaelconceptode mdulo (course) como UoL. EducationalEnvironmentModelingLanguage(E2ML)esunapropuestadeEMLque proporcionaunlenguajevisualconelobjetivodepermitirdisearescenarioseducativosenel mbitouniversitario(Botturi,2006).Dicholenguajepermitecrearunadenicinexplcitadel procesodeaprendizajeydelasactividadeseducativas.Enparticularabordalossiguientes aspectos: Facilitalacomunicacinentrelosdiferentesinteresadosdentrodelproceso(diseadoresde unidadesdeaprendizaje,personaltcnico,profesores,etc.).Paraelloproponeuna representacin visual del diseo, que se puede utilizar de manera similar a como se utilizan los planos de un edicio que va a construir. El diseo de una UoL puede utilizarse como base de otra UoL, no slo por el mismo diseador, sino por el resto de la comunidad educativa. E2MLhasidoideadocomounaherramientadecomunicacin,unanotacinquepuedase utilizada por todos los expertos involucrados en el diseo, creacin y puesta en prctica de diseos educativos.Noobstante,ensuversinmsavanzada(Botturiet.al.,2006)E2MLescompatible con IMS-LD, de modo que los diseos creados con E2ML puedan traducirse a IMS-LD. MISAintroduceunanuevaaproximacindenominadaingenierainstruccional(eningls Instructional Engineering) (Paquette, 2004). La Ingeniera Instruccional est basada en las teoras delDiseoInstruccional(deltrminoeninglsInstructionalDesign)(Reigeluth,1983)(Merrill, 1994)(Dicketal.,2000)juntoalaingenieracognitivaylaingenieradelsoftware.Paraello proporcionaunametodologaquedasoportealaplanicacin,anlisis,diseoyentregadeun sistemadeaprendizajeycompartelosprincipiosdelosEMLs.MISApermiteeldiseode sistemas de aprendizaje a travs de 35 tareas, produciendo 35 entregables denominados elementos CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO35 dedocumentacin.Lacreacindeestosdocumentosestdivididaenfasesbiendenidas.El concepto de escenario de aprendizaje representa una UoL en MISA. XEDUestideadoparaofreceralosdiseadoresinstruccionalesunmarcodetrabajoparala especicacindecualquieraplicacineducativa,tantodesdeelpuntodevistadelasteoras instruccionalescomodesdeelpuntodevistadelaingenieradelsoftware(Buenda-Garca& Daz-Perez,2003)(Buenda-Garcaetal.,2004).LosprincipalesconceptosdenidosenXEDU son: Perl de alumno. Almacena toda la informacin relevante acerca del estudiante, incluyendo el resultado del proceso de aprendizaje.Escenario educativo. Consta de actividades y condiciones en un contexto educativo especco.Estructura didctica. Organiza el contenido educativo con un objetivo didctico especco.El concepto de estructura didctica representa una UoL en XEDU. esunainiciativaquetratadesimplificarlaautorayreutilizacindediseos educativosmediantelaaplicacindeconceptosdeflujosdetrabajo(eninglsworkflows),as comodelosprincipiosdelaIngenieradeLenguajesSoftware(Martnez-Ortizetal.,2008).La ideaesproponerunlenguajeespecficodedominioorientadoaflujoparaelsecuenciamientode actividades,queesmscomprensibleparalosdocentes.Lacompatibilidadconotrosestndares comoIMS-LDseobtienemedianteprocesosdeexportacinautomtica.Ademsproporciona herramientas para ayudar a la compresin de diseos previamente creados con IMS-LD de los que nicamentesedisponedesurepresentacinenXML(permitiendo,porejemplo,lavisualizacin de dependencias entre tareas o entre tareas y condiciones). Una iniciativa similar a es Flexo LD (Dodero et al., 2010). Al igual que , este lenguajepermitedescribirdiseoseducativosexportablesaIMS-LDutilizandounanotacin grfica.Tambinofreceunanotacintextualalternativa,basadaenunlenguajeespecficoque permite descripciones menos tersas que las promovidas por la vinculacin a XML de IMS-LD. PoEML(Perspective-orientedEML)esunlenguajecreadoapartirdeunanlisiscrticode IMS-LDquesedefineapartirdelapropuestadeseparacindeasuntosoaspectosdelproceso educativo(Caeiroet.al.,2007).Ellenguajetieneunaestructuramodularconlaquesepretende mejorarlosproblemasdecapacidadexpresiva,complejidadyusabilidadidentificadosenlos EMLs actuales. LearningActivityManagementSystem(LAMS)esunaherramientaquepermiteeldiseo, gestinydistribucindesecuenciasdeactividadescolaborativasparae-learning(Dalziel,2003) (Dalziel, 2005). LAMS proporciona una herramienta de autora visual muy intuitiva (Fig. 2.1) que permitecrearlassecuenciasdeactividadesdeaprendizaje.EnloscursosdeLAMSsepueden 36APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO encontrar diferentes actividades, como actividades individuales, actividades para pequeos grupos deusuariosoparaclasescompletas.Estasactividadespuedenincluirtrabajoconcontenidos educativosoactividadesdetrabajocolaborativo(Fernndez-Manjnetal.,2009).Ensuversin actual(2.3alafechadeescrituradeestaTesis)LAMSpuedeexportarsussecuenciasde actividades como una UoL compatible con IMS-LD nivel A. Ntese que, debido a esta restriccin, laUoLresultantepierdepartedelasemnticadesecuenciamientodeactivides.ParaLAMSel concepto de UoL se denomina secuencia de actividades. LearningDesignVisualSequence(LDVS)esunanotacinvisualcreadaenelmarcodeun proyectonacionalAustralianoconelobjetivodeidentificarydescribirlasprcticaseducativas innovadoras empleando las TIC (Agostinho et. al., 2008). Este proyecto, conocido como Learning DesignsProject(http://www.learningdesigns.uow.edu.au)recopiladiseoseducativosgenricos, recursosyotrasherramientasconelpropsitodeayudaralosprofesoresdeeducacin universitaria a implementar diseos educativos innovadores que hagan uso de las TIC. En LDVS undiseoeducativoestcompuestodetreselementos:lastareasquelosestudiantestienenque completar, los contenidos educativos proporcionados a los alumnos para llevar a cabo las tareas, y actividadesdeapoyoparaelguiadodelosestudiantesenelprocesodeaprendizaje(Agostinho, 2009). Los diagramas creados con la notacin LDVS muestran la cronologa de los elementos que forman el lenguaje asignando a cada uno de los tres elementos una notacin grfica diferente. En Fig. 2.1. Interfaz del editor de LAMS. CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO37 resumen, un diseo educativo en LDVS est constituido por undiagrama, que utiliza la notacin LDVS, que representa un resumen visual del diseo educativo desde la perspectiva del profesor, y un documento (textual) detallado que explica cmo las tareas, recursos y actividades de apoyo han sidodiseadaseimplementadas,ademsdedescribirelcontextoeducativoenelquehansido puestas en prctica. Learning DesignLanguage (LDL) (Martel et.al., 2006) (Marteletal., 2006b)(Ferrarisetal., 2008)(Ferrarisetal.,2008b)esunEMLdiseadoespecialmenteparamodelaractividades colaborativas. La definicin de una UoL se denomina escenario en LDL, definindose como una descripcin formal de una actividad futura. Un escenario LDL est compuesto por: Estructuras.Representanloselementosdesencuenciamientoimplcitodellenguaje.EnLDL existen 3 tipos de estructuras: secuencia, seleccin y aleatoria, que permiten organizar el orden en el que las interacciones se ejecutan. Roles. Representan los papeles de los participantes que estarn involucrados en el escenario. Reglas. Defienen las condiciones utilizadas para controlar el comienzo y la finalizacin de las interacciones y estructuras dentro de la actividad. Observables.EnLDLtodoslosconceptossonobservables,permitiendolaposibilidadde definir distintos puntos de observacin en cada elemento observable. Interacciones. Representan las interacciones entre los participantes del escenario. LosdiseoscreadosutilizandoLDLpuedenserautomatizadosutilizandounaherramienta, creadaporlosmismosautoresdeLDL,denominadaLearningDesignInfraestructure(LDI) (Martel et. al., 2006). Entre las diferentes propuestas de especicaciones, IMS Learning Design ha emergido como el estndardefactoparalarepresentacindecualquierUoL,yaque,enprincipio,permiteutilizar cualquierteoradeaprendizaje.Debidoasuimportanciatantoenelmbitodele-learningcomo para este trabajo, se realiza una presentacin breve de esta especificacin en la siguiente seccin. 2.1.4.IMS Learning Design IMSLearningDesignestbasadoenellenguajeOUNL-EML.Estaespecicacinhasido elaboradaporelgrupodetrabajoIMS/LDWG,enmarcadodentrodelasiniciativasdesarrolladas por el IMS Global Learning Consortium (IMS, 2003), tomando como punto de partida la propuesta OUNL-EML.Elresultadonalhasidoeldesarrollodeunanuevaespecicacinadaptadaen aquellas partes en las que exista un solapamiento con el resto de especicaciones propuestas por 38APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO IMS. La especificacin IMS-LD est organizada en varios niveles, al estilo del modelo de capas en una arquitectura de software, para hacerla ms comprensible. Una de las adaptaciones ms relevantes llevada a cabo ha sido la adopcin de la especicacin IMS Content Packaging como formato y medio de transmisin e intercambio entre distintos LMSs yherramientas.Asmismo,otraspartesdenidasenOUNL-EMLnohansidoreutilizadas,por ejemplo, el formato XML para la descripcin de los contenidos educativos, que era un dialecto del formato DocBook (Walsh & Muellner, 1999). AdemsdelaadaptacinalentornodeespecicacionesdeIMS,otroobjetivohasidola inclusindeotrostrabajosyespecicacionesquenosesolapabanconeltrabajorealizado.Por ejemplo,IMS-SShasidoincluidodentrodelmbitodetrabajodeIMSLearningDesignpara llevaracaboelsecuenciamientodelosLOdentrodelasactividadesquesellevanacaboenel contexto de la UoL. Otro ejemplo ha sido IMS Question and Test Interoperability, de manera que losexmenesypreguntaspresentadasconIMSQTIpuedenutilizarsedentrodelasactividades. Asmismo,lapuntuacinobtenidaenestaspruebaspuedeprovocarqueaparezcannuevas actividades o que desaparezcan otras. En la Fig. 2.2 puede observarse la estructura de alto nivel de una UoL expresada en IMS-LD.Adems,parafacilitarelaprendizajeylaimplementacindelaespecicacin,elmodelo conceptual de IMS-LD (ver Fig. 2.3) est dividido en tres niveles (A, B y C) donde cada nivel est construido encima del modelo y de la semntica denida en los niveles previos: Nivel A. Contiene el ncleo de los componentes de la especicacin. Cuando se crea una UoL con IMS-LD, se debe especicar un modelo esttico y un modelo dinmico. Nivel B. Aade los conceptos de propiedades y condiciones al nivel anterior. Las propiedades denen un modelo de datos para el alumno, y las condiciones se utilizan para personalizar las UoLs en base a los conocimientos previos de los alumnos y a su interaccin con dichas UoLs.NivelC.Aadeelconceptodenoticacinalnivelanterior.Lasnoticacionesproporcionan un nuevo mecanismo de noticacin de sucesos que ocurren durante la ejecucin de una UoL. CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO39 El modelo esttico de IMS-LD permite denir qu es lo que se va llevar a cabo en la UoL, qu tiposdeusuarios(v.g.profesores,alumnos,etc.)participanenlaUoL,yconqurecursosse llevarn a cabo las actividades (v.g. pginas HTML, PDF, etc.). El modelo esttico est compuesto por los siguientes conceptos: Ttulo. Permite dar un ttulo a la UoL. Objetivoseducativos.DenicindelosobjetivoseducativosdelaUoL.Estadescripcin habitualmente se realiza en lenguaje natural. Prerrequisitos.Denicindelosconocimientospreviosquedebetenerunalumnoparaque pueda llevar a cabo las actividades de la UoL. La descripcin de los prerrequisitos tambin se realiza en lenguaje natural. Metadatos.EstametainformacinpermitelaindexacindelasUoLs,demaneraquese simplique su posterior clasicacin, catalogacin y recuperacin. Roles. Denicin los diferentes tipos de usuario que participarn en la UoL. Actividades.DenicindelasactividadesquesellevarnacabodentrodelasUoLs.Enla denicindelasactividadesseincluyenlosobjetivosylosprerrequisitosdelasactividades. Adems, tambin se incluye una descripcin textual de cules son los objetivos de la actividad. Finalmente, se incluye una referencia al entorno donde se llevar a cabo la actividad.LEARNING DESIGNParte estticaParte dinmica-Ttulo-Objetivos educativos-Prerrequisitos-Metadatos-Roles (1..N)-Actividades (1..N)-Entornos (1..N)COMPONENTES-Desarrollo (1..N)-Actos (1..N)-Actuaciones (1..N)MTODOutilizaLEARNING DESIGNParte estticaParte dinmica-Ttulo-Objetivos educativos-Prerrequisitos-Metadatos-Roles (1..N)-Actividades (1..N)-Entornos (1..N)COMPONENTES-Desarrollo (1..N)-Actos (1..N)-Actuaciones (1..N)MTODO-Ttulo-Objetivos educativos-Prerrequisitos-Metadatos-Roles (1..N)-Actividades (1..N)-Entornos (1..N)COMPONENTES-Roles (1..N)-Actividades (1..N)-Entornos (1..N)COMPONENTES-Desarrollo (1..N)-Actos (1..N)-Actuaciones (1..N)MTODO-Desarrollo (1..N)-Actos (1..N)-Actuaciones (1..N)MTODOutiliza Fig. 2.2. Estructura de alto nivel de una unidad de aprendizaje (UoL) en IMS-LD. 40APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO Entornos. Denen los contenidos educativos (LO) y las herramientas (servicios de aprendizaje) que se utilizarn en las distintas actividades de la UoL. El modelo dinmico de IMS-LD permitir denir el quin y el cando. Para ello, hace uso de los conceptosdenidosenelmodeloestticoanteriormentedescrito.Deestaforma,elmodelo dinmico permite denir qu tipo de usuario (rol) llevar a cabo cada actividad concreta y tambin permitedenirlasincronizacinylasdependenciasqueexistirnentrelasdistintasactividades que componen la UoL. Elmodelodinmicopuedeversecomolaescenicacindeunaobrateatral.Elmtodo (method) consiste en una o varias representaciones (play) que son interpretadas en paralelo. Cada una de las obras est formada por uno o ms actos (acts) que sern interpretados uno tras otro (ver Fig. 2.4). Dentrodecadaactoserealizaladistribucindepapeles(role-parts),esdecir,sedenequ actividades sern llevadas a cabo por cada uno de los tipos de usuario involucrados en el proceso de aprendizaje (ver Fig. 2.4). UtilizandolosnivelesByCpodemoscrearsecuenciamientosdinmicosmscomplejos.En particularsepuedenincluirdependenciasentreactividades(porejemplo,paraindicarqueun profesor debe desempear una actividad en la que corrija un examen despus de que el alumno lo termina). Fig. 2.3. Estructura conceptual de IMS-LD (tomada de (IMS, 2003)) CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO41 2.1.5.Herramientas de soporte a IMS-LD AunquelaaplicacinprcticadeIMS-LDsiguesiendomuylimitada,sexistendiversas iniciativas que proporcionan herramientas para trabajar con IMS-LD. En esta seccin se realiza una breve presentacin de algunas de las iniciativas que, debido a su relevancia o madurez, se han considerado como las ms prometedoras actualmente. Podemos encontrar tres tipos de herramientas: Herramientas de Autora. Son herramientas que permiten la creacin de las UoLs. MotoresdeEjecucin.Sonherramientasque,dadaunaUoLcodicadaconIMS-LD, interpretanelprocesodeaprendizaje,monitorizandolarealizacindelasactividadesy actualizandoelperldelalumnosegnlosresultadosquesevayanobteniendoenlas actividades que tiene asignadas. Este tipo de herramientas habitualmente residen en un servidor de aplicaciones, y son utilizadas tanto por los profesores como por los alumnos a travs de una interfaz web adecuada. Reproductores.EstasherramientassonutilizadasporlosactoresqueinteractanconlaUoL, tantoenelprocesodeejecucindelamisma,comoduranteelprocesodepublicacindela UoL,esdecir,elprocesodepreparacindelamismaparasupuestaenejecucin.Deesta forma, estas herramientas proporcionan la citada interfaz web con los motores de ejecucin.(a) (b)ROLE-PARTROLE-PARTActoActoActoActoActoActoActividad ActividadActividadActividad Actividad Actividad ActividadActividadActividadActividadActividadActividad Fig. 2.4. Representacin de un mtodo con tres actos secuenciales (a) y representacin de un mtodo en el que se incluyen los roles de los usuarios en las actividades y se muestra que puede haber actividades en paralelo (b). 42APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO 2.1.5.1.Herramientas de Autora de IMS-LDEn esta seccin se hace un breve anlisis de distintas iniciativas de desarrollo de herramientas de autora compatibles con la especicacin IMS-LD. Esta seccin no pretende realizar un anlisis exhaustivo de todas las iniciativas existentes (para mayor detalle se puede consultar (Berggreen et al., 2005), (Burgos & Griffiths, 2005), (Dodero et al., 2006) (Berlanga & Garca, 2005) ), sino de las que en el momento de escritura del documento de esta Tesis se han considerado ms relevantes y representativas: ALFANET, CopperAuthor, RELOAD, CoSMoS, Collage, MOT+ y ASK-LDT. ALFANET(ActiveLearningforAdaptiveInternet)esunainiciativaeuropeaquetienecomo objetivo el desarrollo de nuevos mtodos y servicios para llevar a cabo un proceso de aprendizaje activo y adaptado al alumno (http://adenu.ia.uned.es/alfanet/). El editor de IMS-LD de ALFANET (http://sourceforge.net/projects/alfanetat/)representalosconceptosdeIMS-LDmediante elementosgrficosqueconformanlainterfaz.Estaherramientaslopermitelacreacinyel desarrollodediseoseducativosIMS-LDdenivelA(esteproyectoyaestconcluidoynoest clara la continuidad de su desarrollo). CopperAuthor(Fig.2.5)esunaherramientadesarrolladaenparaleloalmotordeejecucin CopperCore. Esta herramienta permite a los diseadores construir y navegar sobre la estructura del diseo educativo mediante una interfaz basada en tablas (http://sf.net/projects/copperauthor). En su versinactual lainterfazes untanto primitivayslopermiteeldesarrollodediseos educativos IMS-LD de nivel A. Fig. 2.5. Interfaz de CopperAuthor. CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO43 RELOAD(ReusableE-LearningObjectAuthoring&Delivery)(Fig.2.6)esuneditor desarrolladoenelsenodeunproyectopatrocinadoporlainiciativaJISCdelReinoUnido (http://www.reload.ac.uk). Este editor permite la edicin de una UoL mediante la interaccin con mltiples formularios y estructuras en forma de rbol que representan la estructura de agregacin delosconceptosdeIMS-LDimplcitaenelformatoXMLutilizadopararepresentarlasUoLde IMS-LD. Con esta herramienta se pueden crear diseos educativos IMS-LD de los tres niveles (del nivel A al nivel C). CoSMoS(CollaborationScriptModellingSystem)(Fig.2.7)esunaherramientadeautora ideadainicialmenteparadarsoportealaformalizacindeprocesosdeaprendizajecolaborativos (Miao,2005).Posteriormente,laherramientafuemodicadaparadarsoportealosconceptosde IMS-LD. La edicin de la UoL se basa en la navegacin sobre la estructura en rbol de la misma y laedicindelosconceptosmedianteformularios.Conestaherramientasepuedencreardiseos educativos IMS-LD de nivel B. Fig. 2.6. Interfaz del editor de IMS-LD de Reload. 44APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO Collageesunaherramientadeautoradealtonivelydeautoracolaborativabasadaenel conceptodelospatronesdeujocolaborativos(CollaborativeLearningFlowPatterns),queson plantillas que denen el ujo de tareas para dirigir de manera adecuada el proceso de aprendizaje (Hernndez-Leoet.al.,2006).EstaherramientahasidodesarrolladasobreRELOADyconella slo se pueden crear diseos educativos IMS-LD de nivel A. MOT+ es una herramienta desarrollada en el centro de investigacin LICEF de Canad, con el objetivoinicialdeestructurarmapasconceptualesparalarepresentacindeconocimientoen diversos dominios (Paquette et al., 2005). MOT+ utiliza una notacin grca para representar las entidades de conocimiento con las que trabaja la herramienta. MOT+ fue extendida para soportar laedicindeIMS-LD,demaneraquelaherramientapermiterepresentaryeditarlosconceptos que estn denidos en IMS-LD. Con esta herramienta se pueden crear diseos educativos IMS-LD de nivel A y estn desarrollando una extensin para soportar los niveles B y C. ASK-LDT(Advancede-ServicesfortheKnowledgeSocietyResearchUnit,Fig.2.8)esuna herramienta que proporciona una notacin grca para los conceptos de IMS-LD (Karampiperis & Sampson, 2004).ASK-LDTdeneunanotacin grcaparaunconjuntodetipos deactividades predenidas,como,porejemplo,lecciones,discusiones,exmenes,etc.Adicionalmentetambin Fig. 2.7. Interfaz del editor de IMS-LD CoSMoS. CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO45 proporcionaunanotacingrcaparapoderdenirelujoentredichasactividades.Conesta herramienta se pueden crear diseos educativos IMS-LD de nivel A y parcialmente de nivel B. 2.1.6.Motores de ejecucin compatibles con IMS-LD QuizelmotorIMS-LDmspopularseaCooperCore.CopperCoreesunmotordeejecucin deUoLsformalizadasconIMS-LDdesarrolladoporlaOUNL.Comocaractersticasprincipales de CopperCore podemos destacar: Es un proyecto de software libre. Soporta la ejecucin de UoLs hasta el nivel C de IMS-LD.CopperCoreestdesarrolladosobrelaplataformaJavaEE,ysupuestaenfuncionamientoes relativamente simple.CopperCoreproporcionaunaInterfazdeProgramacindeAplicaciones(API,deltrminoen ingls Application Programming Interface) que permite extender sus funcionalidades, as como controlar el motor de ejecucin desde otra herramienta.Proporcionaunacapadeabstraccin,CopperCoreServiceIntegration(CCSI),quepermite integrardeformasencilladiversosserviciosdeaprendizajecomo,porejemplo,herramientas compatibles con IMS-QTI. Fig. 2.8. Interfaz del editor ASK-LDT. 46APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO Otro entorno de ejecucin de IMS-LD es GRAIL (Gradient-lab RTE for Adaptive IMS-LD in .LRN) desarrollado en la Universidad Carlos III de Madrid que permite la ejecucin de UoL en el LMS de cdigo libre .LRN (Escobedo et al., 2007). GRAIL ejecuta UoLs de los tres niveles que permitelaespecificacinyesunadelaspocasherramientasdisponiblesqueseintegra completamente en un LMS ampliamente difundido y utilizado (.LRN). Finalmente, existe otra iniciativa denominada OPENET LD (Vidal, J. C. et al., 2009) que tiene comoobjetivocrearunmotordeejecucindeIMS-LDenelquelasemnticadeIMS-LDse especifica mediante el uso de ontologas (Gmez-Prez, A., et al., 2004) y la ejecucin de la UoL se lleva a cabo utilizando redes de Petri (Murata, 1989). OPENET LD ejecuta UoLs de los niveles A y B de la especificacin. 2.1.7.Reproductores de IMS-LD CopperCorePlayer(Fig.2.9)esunaaplicacinwebsimplequepermiteinteractuarconel motordeejecucinCopperCore.Estaherramientafuecreadacomounaherramientasimplepara realizar las pruebas necesarias durante el desarrollo del motor CopperCore. SLeDPlayer(Fig.2.10)esunnuevoclientewebparaelmotordeejecucinCopperCore (McAndrew et al., 2004) (Weller et. al., 2006). Las principales caractersticas de SLeD Player son: Proporciona una interfaz web para la gestin de usuarios y de las ejecuciones de las UoLs.Fig. 2.9. Interfaz web del reproductor Coppercore web player. CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO47 Permite la personalizacin del diseo y de la distribucin de la interfaz de reproduccin de la UoL mediante el uso de descriptores XML. Proporcionaimplementacionesparalosserviciosdebsquedayforoquepuedenser referenciados dentro de los entornos de una UoL codicada con IMS-LD. Proporciona soporte a la capa de abstraccin CopperCore Service Integration (CCSI) que tiene como objetivo integrar nuevos servicios educativos que puedan ser utilizados en colaboracin conCopperCore.ComoejemplodeusodeCCSI,SLeDintegralosserviciosdeforoyde bsqueda. ReloadPlayer(Fig.2.11)hasidodesarrolladoporPaulSharplesyPhillipBeauvoirenla Universidad de Bolton. Reload Player ha sido construido sobre la plataforma Eclipse y hace uso de CoppercorecomomotordeejecucindeIMS-LD.Estaherramientaproporcionaunainterfaz simple para la publicacin de UoLs compatibles con IMS-LD y la creacin de usuarios de prueba quepuedenserutilizadosparaprobarlasUoLs.ReloadPlayerestpensadaprincipalmentepara probar de manera simple las UoLs que se estn diseando con el correspondiente editor. Fig. 2.10. Interfaz web del reproductor SLeD Player. 48APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO 2.1.8.Otras iniciativas y proyectos de investigacin relacionados con IMS-LD Como este campo del modelado educativo no est suficientementemaduro para su aplicacin industrialygeneralizada,unaformademantenersealcorrientedelosavancesesconsiderarlos proyectos de investigacin relacionados. Aunque los proyectos que tratan, al menos en parte, estos aspectossonmuynumerosos,nosquedaremosconalgunosque,porsuvolumenynmerode sociosimplicados,sonsusceptiblesdetenerunciertoimpacto,bienenlaevolucindelas especificaciones o bien en el desarrollo de herramientas. ProlixyTenCompetencesondosproyectoseuropeosdesarrolladosenelSextoPrograma Marco que estn relacionados con IMS-LD y que se plantearon como objetivos avanzar en el uso dedichaespecificaciny,hastaciertopunto,producirherramientasquesimplifiquensu aplicacin.EnProlix(http://www.prolixproject.org)secreunaherramientadeautora denominadaProlixLDauthoringtool(Heyeret.al.,2007)quetraduceundiseodealtonivela IMS-LD. TenCompetence es otro proyecto europeo muy relacionado con el modelado educativo y lascompetencias(http://www.tencompetence.org/),dondeelmismoequipoqueparticipenel Fig. 2.11. Interfaz del reproductor de IMS-LD Reload Player. CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO49 desarrollo de Reload, ha desarrollado un editor ms amigable para IMS-LD denominado ReCourse (Griffiths et al., 2008) (Fig. 2.12). Otropuntodereferenciarelativoaestndareseducativoseselobservatoriodeestndaresde tecnologas educativas (CEN/ISSS Learning Technology Standards Observatory) mantenido en la UniversidaddeVigo(http://www.cen-ltso.net)que,apartirdelveranode2008,hasidoincluido enlaredeuropeadebuenasprcticasASPECT,yquebuscamejorarlaadopcinde especificacionesyestndaresdee-learning.ElsitiowebdelJISCenelReinoUnido (http://www.jisc.ac.uk/)mantienemuchainformacinactualizadadelosusoseducativosdelas tecnologas y financia, por ejemplo, el proyecto LD4P (Learning Design for Practicioners) sobre la aplicacinprcticadeIMS-LD(http://bsd1.phosphorix.co.uk/ld4p/index.php)dentrodesu iniciativa mas general sobre diseo educativo (http://www.jisc.ac.uk/elp_desinglearn.html). ElproyectocanadienseIDLD(www.idld.org)estdedicadoaladiseminacindeldiseo educativoyalusodeIMS-LDproporcionandoaccesoainformacinmetodolgicasobrecmo aplicar dicho modelado y a un almacn (repositorio) de diseos educativos. Fig. 2.12. Interfaz del editor ReCourse. 50APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO Otrositiowebdondesepuedeencontrarmuchainformacinrelacionadacone-learningyel modelado educativo, tanto en sus aspectos ms tcnicos como en sus aspectos ms educativos, es laEdutechwiki(http://edutechwiki.unige.ch/en/Main_Page)mantenidaenlaUniversidadde Ginebra. 2.2.Lenguajes de Procesos de Negocio 2.2.1.Lenguajes de Modelado Educativo y Gestin de Procesos de Negocio LosLenguajesdeModeladoEducativodentrodelcampodele-learningsonrelativamente recientesy,portanto,slosedisponedeunalimitadaexperienciadeuso.Noobstante,estos lenguajes pueden considerarse como una particularizacin al campo educativo de los lenguajes de modeladodenegocios.Ennuestraopinin,estaanalogapuedepermitiraprovechartantola experienciaexistenteenelcampodelmodeladoyautomatizacindelosnegocioscomoel conjunto de tcnicas y herramientas de soporte que se han desarrollado previamente. Lagestindelosprocesosdenegocio,debidoasuinterseconmico,esuntemamuy estudiadodesdeloscomienzosdelarevolucinindustrial,demodoquehasidodescritodesde cadaunodelosposiblespuntosdevista:econmico,sociolgico,psicolgico,contable, empresarialydeingeniera.Enunaprimeraaproximacin,unprocesodenegociopuedeverse simplemente como una coleccin de actividades que son crticas para las funciones y servicios que proporciona una empresa. Enlaactualidad,laaplicacindelasTecnologasdelaInformacinyComunicacinha provocado un gran avance en la organizacin, sistematizacin y automatizacin de los procesos de negocio. Este avance se ha visto reflejado en el desarrollo de aplicaciones software genricas para la gestin de procesos de negocio que se engloban dentro del trmino Sistemas de Gestin de Flujo de Trabajo (WFMSs, del trmino en ingls Workflow Management Systems).Bsicamente, un flujo de trabajo consiste en la coordinacin de un conjunto de actividades que sellevanacaboparalograrunobjetivo.Lagestindelosflujosdetrabajotienecomoobjetivo proporcionarelsoportedesecuenciamientodelasactividades(i.e.delflujodetrabajo)enuna organizacin,demaneraqueeltrabajoseallevadoacabodemaneraeficiente,porlapersona adecuada y utilizando la herramienta adecuada. La analoga con los procesos de ejecucin de los EMLs orientados a la descripcin de actividades es, de esta forma, evidente.2.2.2.Lenguajes de Descripcin de Procesos de Negocio LosWFMSssonlasherramientasqueproporcionanlainfraestructuranecesariaparaejecutar losprocesosdenegocio.Portanto,esnecesarioformalizardealgunamaneralosprocesosde CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO51 negocio, para que estos puedan ser ejecutados por los WFMSs. Esta formalizacin se lleva a cabo medianteelusodeunlenguajededescripcindeprocesodenegocio.Deestaforma,estos lenguajesson,eneldominiodelagestindeprocesosdenegocio,loquelosEMLssonal modelado educativo en el dominio de e-learning. Parafacilitarelintercambiodelosprocesosdenegocioentrelasdistintasherramientasque formanpartedelcampodelosworkflowshansurgidodiferentesiniciativasconelobjetivode estandarizar los lenguajes de definicin de procesos de negocio, como las iniciativas XML Process DescriptionLanguage(XPDL)(WfMC,2002),WebServicesBusinessProcessExecution Language (WS-BPEL) (Curbera et al., 2002) (Andrews et al. 2003) (Barreto et al., 2007), Process SpecificationLanguage(PSL)(Schelnoffetal.,2000),yBusinessProcessModelandNotation (BPMN)(OMG,2010).EntretodasestasiniciativasdestacanXPDL,lapropuestacreadaporel consorcioWfMC(WorkflowManagementCoalition),yWS-BPEL,altenerungranapoyopor parte de las grandes empresas de desarrollo de software y por la gran cantidad de herramientas que le proporcionan soporte, tanto comerciales como de software libre: 2.2.2.1.XML Process Description Language (XPDL) ElobjetivodeXPDLesproporcionarunmodelodeflujodetrabajoquepuedanutilizarlas herramientas de definicin de procesos de negocio. Esta clase de herramientas, aparte de permitir describirlosflujosdetrabajo,incluyentambincomponentespararealizarelanlisisyla evaluacin de los flujos (v.g. soporte a la simulacin, o al anlisis formal orientado a verificar, por ejemplo,siunflujodetrabajocontienetareasquenopuedenejecutarse).XPDLincluyeun Fig. 2.13. Metamodelo que incluye los conceptos bsicos de XPDL (WfMC, 2002). 52APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO metamodelo para la descripcin del proceso de negocio y proporciona una vinculacin con XML parapermitirelintercambiodelosprocesos.LaespecificacinXPDLutilizaunlenguajeXML comonotacinparaelintercambiodedefinicionesdelosprocesos.De estamanera,losdistintos productosyherramientaspuedenmantenersurepresentacininternaparaladefinicinde procesos, y a la vez importar/exportar las definiciones de proceso de una manera estandarizada. En laFig.2.13semuestraelmetamodelodeXPDL,metamodeloqueincluyeelconjuntobsicode entidades que, segn esta especificacin, es necesario especificar en la descripcin de un proceso de negocio. Para un mayor detalle sobre esta especificacin puede consultarse (WfMC, 2002). 2.2.2.2.Web Services Business Process Execution Language (WS-BPEL) WS-BPEL(BusinessProcessExecutionLanguageforWebServices)esunlenguajeXML diseado para permitir la realizacin de tareas distribuidas, incluso entre mltiples organizaciones, utilizandounacombinacindeserviciosweb(Papzoglou&Georgakopoulos,2003)(Cerami, 2002). WS-BPEL es por tanto un lenguaje basado en la composicin de servicios web. De acuerdo con este lenguaje, los flujos de negocio se conciben como orquestaciones de servicios web (Peltz, 2003),permitiendodefinircmodebenejecutarseunconjuntodeservicioswebbsicosparadar cabida a las necesidades de los flujos de trabajo. Hay que destacar que un proceso WS-BPEL, a su vez,tambinseexponecomounservicioweb,conmensajesdeentradayopcionalmente respuestas vinculadas a operaciones WSDL ofrecidas por el proceso. La posibilidad de utilizar los Fig. 2.14. Metamodelo que incluye los conceptos bsicos de WS-BPEL. CAPTULO 2 ESTUDIO DEL DOMINIO53 procesosWS-BPELcomoservicioswebpermitelainteraccinentredistintosprocesos, permitiendolareutilizacinmediantecomposicinymejorandolaescalabilidad.LaFig.2.14 resumelaestructuradelaespecificacinWS-BPEL.Paraunmayordetallesobreesta especificacin puede consultarse (Barreto et al., 2007) (Alves et al., 2007). 2.3. Ingeniera de Lenguajes Software2.3.1.LenguajesdeModeladoEducativoeIngenieradeLenguajes Software Talycomosehaindicadorepetidamentealolargodeestecaptulo,losEMLspueden concebirsecomolenguajesespecficosdedominoqueabordanladescripcinyeldesarrollode distintos aspectos de un sistema e-learning. De esta forma, los principios bsicos del desarrollo de softwaredirigidoporlenguajes,laIngenieradelosLenguajesSoftware,estndirectamente relacionados con el diseo, implementacin y uso de EMLs. LaIngenieradeLenguajesSoftware(Kleppe,2008)promueveundesarrollodesoftware centrado en la formulacin, implementacin y uso de lenguajes especficos para cada dominio de aplicacin: lenguajes especficos de dominio (DSLs, del ingls Domain Specific Languages). Bajo estaperspectiva,lasaplicacionessedescribenutilizandoDSLs,ysegeneranoejecutan automticamenteapartirdeestasdescripcionesutilizandolosprocesadores(compiladoreso intrpretes)asociadosadichoslenguajes.DadoquecadaDSLincluyeprimitivas,mediosde combinacinymediosdeabstraccincercanosalosconceptosyprocesosutilizadosenel dominio,lasactividadesdeproduccinymantenimientodeaplicacionesendichodominiose facilitaenormemente.Enelcasomsextremo,sernlos propiosexpertoseneldominiolos que, equipadosconellenguajeespecfico,llevarnacabodichaproduccinymantenimiento.Porsu parte,losdesarrolladoresinformticossesituarnaunnivelmetalingsticosuperior,estando encargados de producir y mantener lenguajes especficos y procesadores para dichos lenguajes, as comoherramientasquefacilitendichasactividades.Deestaforma,enunescenariotpicode desarrollo de software dirigido por lenguajes, es posible distinguir los siguientes roles (Deursen et al., 2000) (Kleppe, 2008) (Mernik et al., 2005): Usuariosfinales:Sonlaspersonasqueutilizanlasaplicacionesproducidasmediantelos lenguajesespecficos.EnelcasodelosEMLs,losusuariosfinalessernlosdiferentes participantes en el proceso de aprendizaje (alumnos, pero tambin profesores, tutores, y dems personal de apoyo al proceso). Usuariosdeloslenguajes:Sonlaspersonasqueusanloslenguajesparaconstruirlas aplicaciones. Tal y como ya se ha indicado, en el caso ms favorable, dicho rol recaer en los 54APLICACIN DE LA INGENIERA DE LENGUAJES AL MODELADO EDUCATIVO propios expertos del dominio (los instructores, en el caso de los EMLs), aunque en casos ms realistastambinseverninvolucradosexpertoseninformtica,quecolaborarn estrechamente con los expertos del dominio enla construccin de las aplicaciones. Proveedoresdeloslenguajes:Sonlaspersonasqueformulaneimpleme