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HACIA UNA SOLUCIÓN E-LEARNING GLOBAL:
INTEGRACIÓN DE SISTEMAS DE GESTIÓN DE APRENDIZAJE Y
LABORATORIOS VIRTUALES Y REMOTOS
Manuel-Alonso Castro Gil y Elio San Cristóbal Ruiz
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control
(UNED)
(mcastro@ieec.uned.es y elio@ieec.uned.es)
ÍNDICE
Introducción Situación Actual
Sistemas de Gestión del AprendizajeLaboratorios VirtualesProblemática actual
Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
INTRODUCCIÓN
La educación a distancia a través de Internet (online)
ha experimentado en los últimos años un gran
crecimiento En Estados Unidos, unos 3,9 millones de personas
estudiaban en 2007 algún curso de educación superior virtualmente
En España, aproximadamente el 30% de la oferta de programas de posgrado es ya online, según datos del Instituto Universitario de Posgrado
INTRODUCCIÓN
UNED Universidad a Distancia
Modelo mixto Educación
personalizada (blended learning)
Estudiantes en todo el ámbito nacional y mundial
Necesidad de una metodología de aprendizaje adecuada
También hay estudiantes en:• Europa• América
INTRODUCCIÓN
Existen asignaturas donde los alumnos deben:
Adquirir conocimiento teórico
Adquirir conocimiento práctico o habilidades
¿Cómo adquirir ambos conocimientos en una universidad a Distancia?
Utilización de herramientas e-learning
ÍNDICE
Introducción Situación Actual
Sistemas de Gestión del AprendizajeLaboratorios VirtualesProblemática actual
Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
SITUACIÓN ACTUAL
Existen algunas soluciones e-learning destinadas a
enseñar conocimiento práctico y teórico
Conocimiento teórico Páginas Web Wikis LMS (Iniciativa privada o Código abierto)
Conocimiento práctico laboratorios virtuales (laboratorios software, web,
remotos)
ÍNDICE
Introducción Situación Actual
Sistemas de Gestión del AprendizajeLaboratorios VirtualesProblemática actual
Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
SITUACIÓN ACTUAL (LMS)
Sistemas de Gestión de Aprendizaje o LMS.
Permiten mostrar y organizar el conocimiento de acuerdo con los
objetivos propuestos por el profesor. Para ello:
Servicios y Aplicaciones Autenticación Comunicaciones asíncronas (foros, correo, etc.) Comunicaciones síncronas (chats, etc.) Herramientas de evaluación (test, etc.) Seguimiento de Alumnos
Estándares e-learning. Ejemplos De contenido (LO, IMS-packing, SCORM) De evaluación (IMS-QTI)
SITUACIÓN ACTUAL (LMS)
Estos estándares e-learning permiten:
o Descripción de contenidos (IEEE-LOM, Dublin CORE)• Búsqueda y recuperación de contenidos
o Reutilización de contenido (paquetes IMS, SCORM)
o Reutilización de tipos de preguntas y de pruebas de evaluación (IMS-QTI)
o Diseñar y reutilizar procesos de aprendizaje (IMS-LD)
SITUACIÓN ACTUAL (LMS)
SITUACIÓN ACTUAL (LMS)
Actualmente existen un gran número de LMS en el
Mercado. Estos pueden ser: Iniciativa Privada (Blackboard, etc.)
Para que una institución pueda instalarla deberá pagar por ello
La modificación de código, para adaptarla a nuevas necesidades es casi exclusivo de la empresa creadora
Nuevas versiones >>> integrables con aplicaciones externas Código abierto (Moodle, dotLRN, Sakai, etc. )
No es necesario pagar por ella Es posible conocer su arquitectura y programación, por
tanto, es posible crear y adaptarla a las necesidades de cada institución
ÍNDICE
Introducción Situación Actual
Sistemas de Gestión del Aprendizaje Laboratorios Virtuales
Laboratorios SW Laboratorios Web Laboratorios Remotos
Problemática actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Los Laboratorios Virtuales ofrecen la posibilidad de
adquirir conocimiento práctico desde cualquier lugar
y en cualquier momento
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorio
Logs
Interfaz de
Usuario
Servicio de reservas
Gestión deLogs de
Experimentos
Autenticación
Grupos y Gestiónde Perfiles
Contenidos(No SCORM…)
Herramientas de
Comunicación
Herramientasde
Evaluación
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Actualmente se pueden dividir los laboratorios en tres
Grupos:
Laboratorios Software
Laboratorios Web
Laboratorios Remotos
ÍNDICE
Introducción Situación Actual
Sistemas de Gestión del Aprendizaje Laboratorios Virtuales
Laboratorios SW Laboratorios Web Laboratorios Remotos
Problemática actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Software es un programa de
ordenador que simula sistemas, dispositivos y
situaciones del mundo real
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Software (Ventajas)
Existen sistemas demasiado caros para que cualquier organización o universidad disponga de ellos
Los estudiantes pueden instalar el software en cualquier ordenador y realizar sus prácticas en cualquier momento y lugar (24 horas al día, 7 días a la semana y 365 días al año)
Los programas de simulación permiten: Al profesor, diseñar experimentos que puedan dañar el
sistema. Al estudiante, realizar sus prácticas sin temor de poder
equivocarse y provocar algún daño a los dispositivos
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Software (Desventajas)
El estudiante no trabaja con dispositivos reales Problemas de versiones. Para evitar esto:
No existen herramientas colaborativas No existe posibilidad de que el tutor pueda evaluar de
forma continua los progresos realizados por el estudiante
Estudiante
1. Instalar SW en el PC del estudiante
2. Realizar los experimentos, utilizando dicho software Servidor Web
Internet
Nuevas versiones del laboratorio
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Software (Ejemplos)• VLabQ. Es un simulador interactivo de prácticas
de laboratorio de Química Herramientas y menús para realizar la práctica
Cambiar la velocidad de simulación
Práctica realizada por el alumno
Documento del profesor que explica como realizar la práctica y posteriormente le pregunta sobre los resultados obtenidos
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Software (Ejemplos)• RCSim. Es un simulador de circuitos resistivos,
permite el diseño del circuito Herramientas para diseñar el circuito Iniciar y parar simulación del circuito
Circuito que se ha creado
ÍNDICE
Introducción Situación Actual
Sistemas de Gestión del Aprendizaje Laboratorios Virtuales
Laboratorios SW Laboratorios Web Laboratorios Remotos
Problemática actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Web El estudiante no necesita instalar
el programa de simulación en su ordenador, tal vez
algún plug-in. Un servidor web, que es el encargado
de servir el programa de simulación. Es necesario un
PC con conexión a Internet
Estudiante
Estudiante
Internet
Servidor Web
1. Navegador Web
2. Applet de Java o aplicación Web del laboratorio
1. Servicios Web a) Registro de usuarios b) Herramientas de comunicación, etc.
2. Laboratorio virtual (parte Servidor)
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Web (Ventajas) Existen sistemas demasiado caros para que cualquier
organización o universidad disponga de ellos Acceso en cualquier ordenador y realizar sus prácticas
en cualquier momento y lugar (24 horas al día, 7 días a la semana y 365 días al año)
El servidor web, aparte de proporcionar el programa de simulación, ofrece herramientas de: Autenticación Comunicación
Síncrona (chat, etc.) Asíncrona (foros, etc.)
Permite al profesor seguir los progresos de los estudiantes. Logs y de los resultados de sus experimentos
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Web (Desventajas)
La principal desventaja es que el estudiante no trabaja con sistemas reales.
Programas de simulación
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Web (Ejemplos) Laboratorio Web DIEEC (UNED). Que permite a un
estudiante simplificar funciones lógicas por el método de Karnaugh (Applet de java)
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Web (Ejemplos) La web “fisquiweb” destinada al aprendizaje de la física y
química, ofrece un conjunto de material didáctico y de laboratorios para el aprendizaje de esta asignatura (FLASH)
ÍNDICE
Introducción Situación Actual
Sistemas de Gestión del Aprendizaje Laboratorios Virtuales
Laboratorios SW Laboratorios Web Laboratorios Remotos
Problemática actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Remotos El estudiante se conecta a un
servidor web, este le mostrará las imágenes reales de los
instrumentos que va a manejar, las acciones que puede
realizar y los resultados de esas acciones
Servidor de Audio/video
Servidor de Base de datos
??
Instrumentos
Estudiante
Estudiante
Internet
Servidor Web
1. Permite almacenar a) Los datos del usuario b) Datos del experimento, etc.
Controlador
El controlador va enviar las ordenes a los instrumentos y recibir los resultados de la ejecución de estos comandos.
1. Navegador Web
2. Applet de Java o aplicación Web del laboratorio1. Servicios Web a) Registro de usuarios b) Herramientas de comunicación, etc.
2. Laboratorio virtual (parte Servidor)
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Remotos (Ventajas) Instrumentos reales, no con programas de simulación. Acceso en cualquier momento y lugar Para acceder a estos laboratorios se crean un conjunto
de servicios: Autenticación. Autorización. Una vez autenticado hay que comprobar a que
experimentos tiene acceso Comunicación (Chats, foros, e-mail, etc.) Reservas. Dos de los métodos más utilizados actualmente son:
gestión de colas gestión de un calendario
seguimiento de los progresos de los usuarios logs y de los resultados de sus experimentos
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Remotos (Desventajas)
Es importante diseñar e implementar de manera correcta los experimentos que va a hacer el estudiante. Al manejar instrumentos reales, cualquier operación inadecuada podría dañar el instrumento o instrumentos
Aún con la mejora en las conexiones de red, es importante definir bien los formatos de video y audio. Evitando retrasos o perdidas de audio y video no deseadas
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Remotos (Ejemplos) WebLab-PLD. Es utilizado en la asignatura de
lógica programable de la Universidad de Deusto
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Remotos (Ejemplos) Laboratorio es obtener las curvas características de: Diodo en
polarización directa, Diodo Zener (Universidad de Rosario, Argentina)
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Remotos (Ejemplos) VISIR Instituto de Tecnología Blekinge (Suecia)
Estudiante Mesa de trabajo
Placa simulada Matriz de conmutación
SITUACIÓN ACTUAL (LABORATORIOS)
Laboratorios Remotos (Ejemplos)
Planta hidráulica del DIEEC (UNED)
ÍNDICE
Introducción Situación Actual
Sistemas de Gestión del Aprendizaje Laboratorios Virtuales
Laboratorios SW Laboratorios Web Laboratorios Remotos
Problemática actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros
SITUACIÓN ACTUAL (PROBLEMÁTICA)
LMS y Laboratorios Virtuales
Cada solución implementa sus propios servicios de: Autenticación Autorización Comunicación (chats, e-mail, foros, etc.) Herramientas de Evaluación
NO existe reutilización de Servicios
SITUACIÓN ACTUAL (PROBLEMÁTICA)
LMS y Laboratorios Virtuales
Los LMS utilizan estándares e-learning. Los Laboratorios NO. Por tanto, en los laboratorios:
No existe reutilización de contenidos
Reutilización de procesos de aprendizaje
Reutilización de preguntas y evaluaciones
SITUACIÓN ACTUAL (PROBLEMÁTICA)
LMS Laboratorio
Autenticación
Base de Datos Logs
Grupos y Gestiónde Perfiles
Seguridad
Herramientasde
Evaluación(IMS-QTI…)
Herramientas de
Grupo
Contenidos(SCORM, IMS…)
Interfaz de
Usuario
Servicio de reservas
Gestión deLogs de
Experimentos
Autenticación
Grupos y Gestiónde Perfiles
Contenidos(No SCORM…)
Herramientas de
Comunicación
Herramientas de
Comunicación
Herramientasde
Evaluación
ÍNDICE
Introducción Situación Actual
Sistemas de Gestión del Aprendizaje Laboratorios VirtualesProblemática actual
Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
PROYECTO ILAB (MIT)
Cada institución desarrolla su propios laboratorios. Por tanto:
Existen dificultades para compartir laboratorios
Usuarios de diversas instituciones puedan usar laboratorios de otra
No existía una Arquitectura para de comunicación para compartir laboratorios
Proyecto iLab del MIT
PROYECTO ILAB (MIT)
El Instituto tecnológico de Massachusetts (MIT) junto con Microsoft y Agilent Technologies inició el proyecto iLab en el año 2000 con el objetivo de establecer un marco de trabajo que facilitará el desarrollo, gestión y compartición de laboratorios remotos online (“iLabs”)
Tipos de Experimentos Batch o por lotes Interactivos
PROYECTO ILAB (EXPERIMENTOS)
Experimentos Batch o por Lotes. El estudiante, antes que empiece el experimento, especifica
todoslos parámetros que gobiernan la ejecución
Se asemeja a la arquitectura de negocio web basada en tres capas
PROYECTO ILAB (EXPERIMENTOS)
Arquitectura básica de iLab El cliente del laboratorio. Que no es más que la
interfaz de usuario para el laboratorio online o iLab
El servidor del laboratorio conecta con el hardware del laboratorio y gestiona el experimento enviado por el usuario.
El servicio Broker. es responsable de proporcionar las funcionalidades comunes para todos los laboratorios online, como: Autenticación Autorización Almacenamiento de experimentos
PROYECTO ILAB (EXPERIMENTOS)
Dispositivos del Laboratorio
Servidor del Laboratorio
Internet
Servicio Broker
Base de datos
Internet / Intranet
Cliente o Estudiante
Cliente oEstudiante
PROYECTO ILAB (EXPERIMENTOS)
En un experimento interactivo el estudiante configura una serie de parámetros, inicia el experimento y luego monitoriza su desarrollo, pudiendo cambiar los parámetros de control si
esnecesario
Es necesario que el estudiante y el servidor de laboratorio puedan enviar y recibir datos directamente
PROYECTO ILAB (EXPERIMENTOS)
Elementos de la arquitectura interactiva
Servicio de almacenamiento de experimentos (no en servicio Broker)
Servicio de planificación (Reservas) El servicio Broker es responsable de la
autenticación del usuario y el uso autorizado de los recursos del servidor del laboratorio
PROYECTO ILAB (EXPERIMENTOS)
Servidor de laboratorio
Servicio Broker
Servicio de planificación del lado del laboratorio
Lado del laboratorio
Servicio Broker
Servicio de planificación del lado del cliente
Servicio de almacenamiento de experimentos
Cliente de laboratorio 1
Cliente de laboratorio N
Lado del Cliente
PROYECTO ILAB (RESUMEN)
iLab Permite la reutilización y compartición de laboratorios entre instituciones.
Continúan creándose servicios ya existente en los LMS
No se utilizan estándares e-learning
PROYECTO ILAB (RESUMEN)
Global Online Laboratory Consortium
Consorcio para promover la compartición y desarrollo de la boratorios remotos para la educación
Participantes: Massachusetts Institute of Technology, (Estados Unidos) University of Queensland, (Australia) University of Technology, Sydney, (Australia) Carinthia University of Applied Sciences, (Austria) Universidad de Stuttgart Universidad de Deusto, (España) Departamento de Ingeniería Electrica, Electrónica y de
Control (UNED), (España)
PROYECTO ILAB (RESUMEN)
ÍNDICE
Introducción Situación Actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta
Capa Cliente Capa LMS Capa del servidor de laboratorio Capa de comunicaciones
Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
ARQUITECTURA PROPUESTA
Crear una arquitectura que de una solución única y
Permita Compartir y reutilizar laboratorios
Reutilizar los servicios de los LMS Autenticación Autorización Comunicaciones (Chats, foros, etc.)
Utilizar de estándares e-learning Reutilizar contenidos Reutilizar evaluaciones
ARQUITECTURA ACTUAL
LMS Laboratorio
Autenticación
Base de Datos Logs
Grupos y Gestiónde Perfiles
Seguridad
Herramientasde
Evaluación(IMS-QTI…)
Herramientas de
Grupo
Contenidos(SCORM, IMS…)
Interfaz de
Usuario
Servicio de reservas
Gestión deLogs de
Experimentos
Autenticación
Grupos y Gestiónde Perfiles
Contenidos(No SCORM…)
Herramientas de
Comunicación
Herramientas de
Comunicación
Herramientasde
Evaluación
ARQUITECTURA PROPUESTA
LMS Laboratorio
Autenticación
Base de Datos Logs
Grupos y Gestiónde Perfiles
Seguridad
Herramientasde
Evaluación(IMS-QTI…)
Herramientas de
Grupo
Contenidos(SCORM, IMS…)
Interfaz de
Usuario
Servicio de reservas
Gestión deLogs de
Experimentos
Autenticaciónbásica
Herramientas de
Comunicación
ARQUITECTURA PROPUESTA
Capas de la arquitectura
Capa cliente
Capa del LMS
Capa de comunicación entre LMS y Laboratorio
Capa laboratorio
ARQUITECTURA PROPUESTA
InternetEstudiante
Estudiante
Internet
Servidor Broker
Base de datos
LMS
MIDDLEWARE
Internet
Gestión de Conocimiento:
- Servicios de administración - Paquetes de contenido - Herramientas de comunicación síncronas y asíncronas - Herramientas colaborativas - Logs y resultados de los experimentos - Evaluación
Estándars e-learning (LOM, SCORM, IMS, QTI, etc.)
Internet
??
Instrumentos
Controlador
Laboratorio Software
??
Instrumentos
Controlador
Laboratorio Software
1. Navegador Web
2. Applet de Java o aplicación Web del laboratorio
ÍNDICE
Introducción Situación Actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta
Capa Cliente Capa LMS Capa del servidor de laboratorio Capa de comunicaciones
Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
CAPA CLIENTE
El usuario necesita un navegador web que muestre las aplicaciones web con las que se va a trabajar. Dependiendo de la aplicación, el usuario deberá instalar algún plug-in en el navegador
Perfiles de usuario:
Administrador del LMS
Administrador del curso
Miembro del curso
CAPA CLIENTE
Administrador del LMS
Administrador del LMS
Gestionarlaboratorios LMS
Gestionar tiposlaboratorio
Gestionar accesolaboratorio
Crear curso
Gestiónlaboratorios
«extends»
«extends» «extends»
«extends»
«uses»«uses»
CAPA CLIENTE
Administrador del curso
Administrador del curso
Gestionarlaboratorios-curso
gestionar servicios yherramientas del curso
Gestiónlaboratorios en el curso
«extends»
«extends»
«extends»Utilizar
laboratorios
CAPA CLIENTE
Miembro del curso
Miembro de un curso
«extends»
Estudiante
«extends»
Profesor
Usar servicios yherramientas LMS
«extends»Utilizar
laboratorios
ÍNDICE
Introducción Situación Actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta
Capa Cliente Capa LMS Capa del servidor de laboratorio Capa de comunicaciones
Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
CAPA LMS
El LMS es el encargado de atender las peticiones de usuario y de mostrar el contenido de aprendizaje de una forma ordenada y controlada
Usuario
Petición
Servidor
Base de Datos
Plantillas
Servicios
Respuesta
CAPA LMS
Los componentes de la arquitectura del LMS son:
Gestor de Base de Datos. Contiene la información (usuarios, cursos, evaluaciones, copias de seguridad de los cursos, etc.) que da soporte a las herramientas y servicios del LMS
Los módulos o paquetes que representan la lógica de cada uno de los servicios y herramientas del LMS. (Depende del LMS)
Un servidor web, encargado de mostrar al usuario las páginas Web necesarias para mostrar los contenidos y utilizar las herramientas y servicios ofrecidos por el LMS
CAPA LMS Lado del LMS
Aplicaciones y
Servicios
Ser
vido
r W
eb
Nuevas aplicaciones y servicios(creación del modelo de datos, lógica de la aplicación e interfaz
de usuario)
Ser
vici
os W
ebP
ágin
as W
eb d
inám
icas
o e
stát
icas
Base de datos
CAPA LMS
Para realizar estas modificaciones, es necesario conocer la arquitectura y programación del LMS
Nos centramos en los LMS de código abierto, como:
Moodle
dotLRN
Sakai
Claroline
Dokeos
ÍNDICE
Introducción Situación Actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta
Capa Cliente Capa LMS Capa del servidor de laboratorio Capa de comunicaciones
Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
CAPA SERVIDOR DEL LABORATORIO
Conecta con el hardware del laboratorio y gestiona la ejecución del experimento enviado por el usuario. Deberá contener los servicios web para comunicarse con el LMS
En el caso del servicio broker del MIT, este también deberá contener los servicios necesarios para que el LMS pueda comunicarse con él
ÍNDICE
Introducción Situación Actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta
Capa Cliente Capa LMS Capa del servidor de laboratorio Capa de comunicaciones
Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
CAPA DE COMUNICACIÓN
Es necesario intercambiar información entre el LMS y el servidor de laboratorios. A través de Internet
Actualmente una de las soluciones más importantes es la utilización de servicios Web. Que proporcionan
Interoperabilidad entre aplicaciones independientemente del lenguaje utilizado o de la plataforma en que se ejecutan
Utilizan estándares como XML, SOAP, WDSL o UDDI
Los servicios web se apoyan en el protocolo HTTP y por tanto pueden acceder a otros sistemas de otras organizaciones sin quedarse “atrapados” en los filtros de seguridad de los firewalls
CAPA DE COMUNICACIÓN
Dos de las Arquitecturas de servicios Web más extendidas son:
SOAP . Es un protocolo basado en XML cuyo objetivo es intercambiar información estructurada en un entorno distribuido y descentralizado
REST. Es una arquitectura enfocada a un acceder a los recursos de un manara sencilla y sin estado
CAPA DE COMUNICACIÓN
SOAP <SOAP-ENV:Envelope
<env:Header> (Opcional)
<env:Body> (Requerido)
Cliente SOAP Servicio SOAP
Petición SOAP
Respuesta SOAP
HTTP
HTTP
CAPA DE COMUNICACIÓN
REST. RESTfull HTTP utiliza los cuatro métodos fundamentales de HTTP GET, PUT, POST y DELETE
ClienteServicio
Web
GET /libro/?ISBN=12
getLibro(12)
Respuesta (XML, JSON, etc.)
CAPA DE COMUNICACIÓN
AspectosSOAP REST
Tecnológicos
Enfocado en el diseño de aplicaciones integradas.
(orquestación, composición mediante procesos de
negocio)
Enfocado en escalabilidad y desarrollo a gran
escala de sistemas hipermedia distribuidos
(Mashups, URI)
ProtocolosVarios protocolos (HTTP, SMTP,…) Solo HTTP
Descripción del
Servicio
Especificaciones WSDL 1.1. y 2.0Confía en entregar documentos claramente
entendibles. Aun así, puede utilizar WADL
SeguridadWS-Security Seguridad sobre HTTP
HerramientasExisten un gran número de herramientas para crear
estos serviciosNo es necesario herramientas
CAPA DE COMUNICACIÓN
SOA (Arquitectura Orientada a Servicios)
Más que una arquitectura es una aproximación o idea de pensar que lidera ciertas decisiones a la hora de diseñar una arquitectura software. Aspectos:
Aunque los servicios internamente son técnicos, deben disponer de una interfaz que sea comprensible por cualquier persona
Interoperabilidad (sistemas heterogéneos) Débilmente acoplados (Flexibilidad, escalabilidad,
tolerancia a fallos)
CAPA DE COMUNICACIÓN
SOA no está ligada a una tecnología en concreto, pero si se utiliza la tecnologías existentes para desarrollarla
SOAP, WSDL, UDDI REST y WADL
Consumidor del Servicio
RepositorioUDDI
Proveedor del Servicio
SOAP
UDDI
CAPA DE COMUNICACIÓN
A parte del registro de servicios, la búsqueda y utilización de estos. SOA introduce el concepto de orquestación o proceso de negocio (BPEL)
CAPA DE COMUNICACIÓN
ESB permiten comunicar gran variedad de sistemas y arquitecturas heterogéneas
Además de las características ofrecidas por SOA , los ESB:
Transformación de datos entenderse, aún cuando los tipos de datos son diferentes para cada uno
Enrutamiento. Enviar la petición al servicio correcto o a la máquina que en ese momento está menos ocupada
Manejo de versiones. Para resolver de forma automática posibles cambios en los servicios publicados en el ESB
Seguridad. Establecer mecanismos de seguridad para las peticiones y respuestas
Monitorización del flujo de información que viaja por el ESB
CAPA DE COMUNICACIÓN
Aplicación a LMS y Laboratorios
LMS están empezando a soportar SOAP y REST
Servidores de laboratorios con diferentes arquitecturas
Permite la coreografía de servicios. Imaginemos que un experimento pudiera trabajar con dos o más tipos de laboratorios
Permite incluir control de versiones y monitorización
Los ESB de diferentes universidades u organizaciones ofrecen una pasarela externa para comunicarse entre ellos
CAPA DE COMUNICACIÓN
LMSCliente REST
ServidorLaboratorio
1
ServidorLaboratorio
2ESB
WSREST
WSSOAP
Ada
ptad
or
Adaptador
Servicio de reserva
WSREST
1. Petición del servicio acceso laboratorio 2
4. Acceso ok. Entonces pedir acceso
Adaptador
5. Información de acceso
ÍNDICE
Introducción Situación Actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados
Desarrollos realizados y utilización Trabajos Futuros Conclusión
TRABAJOS REALIZADOS
Primer paso es crear un servicio o herramienta dentro de los LMS de tal forma que sea posible gestionar laboratorios dentro del LMS. Actualmente:
Creado un paquete dotLRN
Creado un módulo en Moodle V1
Insertar laboratorios en WebCT
TRABAJOS REALIZADOS
Paquete dotLRN
Sistemas operativos (Windows, Solaris, Linux,BSD)
Base de datos (PostgreSQL, Oracle)
AOLserver (TCL)
Servicios de la plataforma
Desarrollo de software
(gestión de paquetes, plantillas, etc.)
Orientación a Objetos
Seguridad
(Permisos OpenACS, restricciones de página, etc)
Servicios de Aplicaciones
(Repositorio de contenidos, Servicios Web, etc.)
Modulo de Aplicaciones
Standards(IMS, SCORM)
Administración de Cursos
(Calendario, Evaluación, Seguimiento de usuarios)
Contenidos
(gestión de contenidos, Área de almacenamiento, etc.)
Collaboration(forums, chats)
Otros(e-commerce)
Entorno laboratorio
TRABAJOS REALIZADOS
packages
root
Nombre del paquete
Nombre del paquete.info
Fichero de especificación del paquete en XML donde se indica el nombre, propietario, url, etc.
sql
oracle
Nombre del paquete-create.sql
Nombre del paquete-drop.sql
*.sql
Script de creación del modelo de datos del paquete para Oracle
Script de borrado del modelo de datos del paquete para Oracle
Ficheros del modelo de datos
updates Contiene los ficheros para actualizar el modelo de datos (nuevas versiones)
postgresql Tiene la misma estructura que el directorio Oracle. Pero para Postgresql
tcl
Modelo de datos del paquete
Contiene la lógica del paquete
*-oracle.xql
*-postgresql.xql
Ficheros con consultas específicas de Oracle. El nombre del fichero, debe coincidir con el nombre del fichero TCL que utiliza dichas consultas
Ficheros con consultas específicas de Postgresql. El nombre del fichero, debe coincidir con el nombre del fichero TCL que utiliza dichas consultas
Nombre del paquete-procs.tcl Proporciona una API para el paquete
Nombre del paquete-init.tcl Proporciona los procedimientos TCL que se ejecutarán una única vez al iniciar el servidor
lib Contiene ficheros TCL y ADP que pueden ser incluidos en otros ficheros
www Interfaz de usuario, documentación, pruebas para el comprobar el funcionamiento del paquete, etc.
doc
Contiene una serie de ficheros y directorios para crear la interfaz de usuario y probar que el paquete funciona correctamente.
admin
Documentación del paquete
resources Ficheros de contenido estático
Ficheros tcl, adp, xql Para la creación del interfaz de usuario
Otros paquetes
TRABAJOS REALIZADOS
TRABAJOS REALIZADOS
Creación del paquete1. Crear un paquete vacio2. Base de datos postgreSQL
TRABAJOS REALIZADOS
3. Configuración del portal del grupo laboratorio. En este paso de deben definir las páginas y herramientas que van a formar parte de dicho portal
4. Procedimientos que se lanzan en la instalación, instanciación actualización y montaje del paquete
5. Modificación de archivos ya existente y de portlets de grupo
TRABAJOS REALIZADOS
Cómo resultado de modificar los archivos
TRABAJOS REALIZADOS
Crear una interfaz de administrador
Tipo Laboratorios
Gestionar tipos laboratorios
Tipos de acceso a laboratorios
Gestionar tipos acceso laboratorios
LaboratoriosGestionar laboratorios
GruposGestionar grupos
Administrador
A)
B)
C)
D)
I.U.
TRABAJOS REALIZADOS
Crear portlet de administración del grupo laboratorios
Administrador del grupo
I.U
Gestionar herramientas
Herramientas
Laboratorios
Añadir
Deshabilitar
Situar en el portal
Gestionar laboratorios
Asociar
Quitar
TRABAJOS REALIZADOS
Crear portlet de usurio del grupo laboratorios
Miembro del grupo
I.U
Mostrar laboratorios grupos
Acceso a laboratorios
Laboratorios
TRABAJOS REALIZADOS
Crear un applet que es el encargado de:
Definir las propiedades (la página del portal en la que se visualizará el portlet, el estado (oculto, minimizado, etc.)
La ordenación dentro de la página
TRABAJOS REALIZADOS
TRABAJOS REALIZADOS
TRABAJOS REALIZADOS
Profesor del Curso
TRABAJOS REALIZADOS
Alumno del Curso
TRABAJOS REALIZADOS
Alumno del Curso
TRABAJOS REALIZADOS
Modulo de Acrividad Moodle (Mysql, Apache, php)
mod
moodle
nombremodulo
db
install.xml
upgrade.php
access.php
esquema de la base de datos en xmldb. Este fichero se utiliza cuando se instala el modulo en Moodle.
Define los cambios en el esquema de la base de datos. Se ejecuta cuando se actualiza el módulo
Contiene las capacidades (permisos del módulo)
Icono gráfico que se asocia al móduloicon.gif
Módulo que vamos a crear
Otros módulos
Contiene información sobre la versión del móduloversion.php
Muestra la lista de instancias de actividades del módulo que hay en el curso.
index.php
Funciones requeridas por Moodle para comunicarse con este módulo.lib.php
Muestra una instancia particular de la actividadview.php
Formulario para configurar o actualizar una instancia de esta actividadmod_form.php
Funciones para realizar las copias de seguridad del módulobackuplib.php
Funciones para restablecer una copia de seguridad del módulorestorelib.php
Página de administrador del módulo (opcional)settings.php o settingstree.php
lang Contiene los ficheros de idiomas para esa actividad
otros Otros directorios creados por el programador del módulo
otros ficheros.php Otros ficheros específicos de este módulo y creados por el programador
TRABAJOS REALIZADOS
Crear un directorio dentro de la carpeta moodle/mod con el nombre del módulo a desarrollar, en nuestro caso, lo hemos llamado wlab. Para:
Creación de la base de datos utilizada por el módulo, lógica de negocio e interfaces de usuario
Definir las tablas del módulo wlabs
Capa de abstracción de base de datos para evitar tener trabajar, de forma directa, con código para Oracle o MySQL. Los pasos a realizar son >>>>>>>
TRABAJOS REALIZADOS
Crear la lógica del módulo
Crear el fichero mod.html. Este fichero, es un formulario utilizado desde course/mod.php y aparece cuando el administrador del curso pretende añadir o editar una instancia de un laboratorio en un curso. El formulario, por tanto, mostrará los campos a rellenar para crear o editar una instancia del módulo dentro de un curso
Crear el fichero lib.php. Es la librería del módulo, se encuentran todas las funciones que va a necesitar el módulo u otros módulos que quieran realizar operaciones sobre él
Crear el fichero view.php. Este fichero muestra todas las instancias de los laboratorios en un curso
Crear el fichero versión.php. Donde se indica información del paquete
Al igual que en dotLRN (view.tcl), existe un fichero view.php encargado de gestionar el acceso a los laboratorios
TRABAJOS REALIZADOS
El módulo de actividad creado para laboratorios permite: crear, modificar y borrar instancias de ellos
dentro de los cursos de dotLRN
Para realizar estas operaciones es necesario que antes el administrador de Moodle incluya toda la información de los laboratorios disponibles en el LMS
Modificado el bloque de Administración de Moodle
TRABAJOS REALIZADOS
TRABAJOS REALIZADOS
Administrador
TRABAJOS REALIZADOS
Profesor del curso
TRABAJOS REALIZADOS
Profesor del curso
TRABAJOS REALIZADOS
Alumno del curso
TRABAJOS REALIZADOS
Alumno del curso
TRABAJOS REALIZADOS
WebCT
Los profesores deben crear la categoría laboratorio y sus páginas web de acceso al laboratorio para cada curso
En el caso de que se necesite autenticación (los datos de esta, deben estar en las páginas de programación)
En muchas ocasiones las instituciones no dejan que cualquier persona que no sea un programador pueda incluir páginas con programación. Problemas de seguridad
No se crea una base de datos para almacenar laboratorios y experimentos. En el momento que cambié algún dato como la URL. Todas las páginas que contengan ese laboratorio deben modificarse una a una
TRABAJOS REALIZADOS
Profesor del Curso
TRABAJOS REALIZADOS
Profesor del Curso y Alumno
TRABAJOS REALIZADOS
Alumno del Curso
TRABAJOS REALIZADOS (SCORM)
ÍNDICE
Introducción Situación Actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
TRABAJOS FUTUROS
Creación de módulos de otros LMS de código abierto
aLF y Utilización de Laboratorios
Desarrollo de la arquitectura de comunicación LMS y laboratorios
Global Online Laboratory Consortium
TRABAJOS FUTUROS
Sloodle y el módulo de gestión de laboratorios
Creación e implantación de nuevos laboratorios en el DIEEC
ÍNDICE
Introducción Situación Actual Proyecto iLab (MIT) Arquitectura Propuesta Trabajos Realizados Trabajos Futuros Conclusión
CONCLUSIONES
Reutilización de Servicios de LMS
Reutilización de estándares e-learning
Propuesta una arquitectura global para la unión de LMS y Laboratorios
Buscar nuevas vías de estándares para:• Búsqueda de laboratorios• Utilización de laboratorios desde distintas
plataformas
CONCLUSIONES Situación actual
Situación después de aplicar la arquitectura planteada
LMS Laboratorio
Autenticación
Base de Datos Logs
Grupos y Gestiónde Perfiles
Seguridad
Herramientasde
Evaluación(IMS-QTI…)
Herramientas de
Grupo
Contenidos(SCORM, IMS…)
Interfaz de
Usuario
Servicio de reservas
Gestión deLogs de
Experimentos
Autenticaciónbásica
Herramientas de
Comunicación
LMS Laboratorio
Autenticación
Base de Datos Logs
Grupos y Gestiónde Perfiles
Seguridad
Herramientasde
Evaluación(IMS-QTI…)
Herramientas de
Grupo
Contenidos(SCORM, IMS…)
Interfaz de
Usuario
Servicio de reservas
Gestión deLogs de
Experimentos
Autenticación
Grupos y Gestiónde Perfiles
Contenidos(No SCORM…)
Herramientas de
Comunicación
Herramientas de
Comunicación
Herramientasde
Evaluación
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Manuel-Alonso Castro Gil y Elio San Cristóbal Ruiz
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control (UNED)
(mcastro@ieec.uned.es y elio@ieec.uned.es)