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CUAED - UNAM
E-campusmodelo de educación basado en redes
y objetos de aprendizaje
E-campusmodelo de educación basado en redes
y objetos de aprendizaje
Dr. Víctor Germán Sánchez AriasLANIA
SeminarioCoordinación de Universidad Abierta y Educación a Distancia
UNAM13 abril 2005
CUAED - UNAM
contenidocontenido
1. Presentación
2. Modelo e-campus
3. Proyectos1. Prototipo de patrimonio
2. Organización del aprendizaje
4. Conclusiones
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MotivacionesMotivaciones
• Problema a nivel mundial
gran necesidad de formación a todos los niveles y falta de recursos
humanos y materiales para satisfacerla
• Tecnologías en informática y redes disponibles
• Problema computacional complejo-interesante
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EducaciónEducación
• La generación de conocimiento y su adquisición (aprendizaje) son actividades sociales en las que participan amplias y diversas comunidades de educadores y educandos.
• Para una formación, se requiere:– en el proceso de generación de conocimiento, de recursos
educativos de muy diversos tipos que fueron generados y mantenidos por diferentes educadores, de diferentes lugares y en diferentes tiempos
– en el proceso de aprendizaje, la organización del conocimiento a través de diferentes técnicas de aprendizaje e impartido por diferentes educadores a diferentes educandos de diferentes lugares y en diferentes tiempos
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PropuestaPropuesta
• Definir un nuevo modelo educativo basado en las tecnologías de la información que permita:
– La creación de amplios acervos de todo tipo de recursos educativos y accesibles a los educadores y educandos ampliamente distribuidos. En otras palabras la creación, de un patrimonio de conocimiento que pueda ser preservado y actualizado continuamente.
– La creación de nuevas técnicas pedagógicas que permitan diversos tipos de organización de los recursos del patrimonio y un aprendizaje tanto individual como colaborativo
– Un funcionamiento independiente de las tecnologías informáticas que lo soporten
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Los retosLos retos
Heterogeneidad en todos lo niveles:
• Instituciones educativas
• Modelos educativos y técnicas pedagógicas
• Los formatos y contenidos de los materiales educativos
• Los sistemas informáticos orientados a la educación
• Las plataformas de cómputo
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La estrategia de soluciónLa estrategia de solución
• Compartir recursos materiales educativos a través de redes• Acercar a los estudiantes y profesores distantes a través de espacios
virtuales• Definir nuevos modelos educativos basados en este entorno tecnológico
• Reutilizar materiales existentes• Desarrollar nuevos materiales y tecnologías propias (educativas y
computacionales)• Utilización de estándares
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Modelo de e-educaciónbasado en redes
Modelo de e-educaciónbasado en redes
Aprendizaje organizado en redes de comunidades de profesores y estudiantes
Conocimientoorganizado en redes de repositorios de objetos de aprendizaje
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Modelo e-educaciónbasado en red
Modelo e-educaciónbasado en red
1. Red de Servicios básicos de Internet-WEB
Es el nivel más básico de la red y se conforma por todos los servicios de interconexión y acceso a recursos de cómputo a través de la una interfaz Web estándar (navegador)
2. Red de conocimiento
Esta red está conformada por el conjunto de repositorios distribuidos de recursos educativos organizados en unidades básicas de conocimiento denominadas objetos de aprendizaje.
3. Red de aprendizaje
Esta red conforma las comunidades de aprendizaje conformados por tres tipos de usuarios.
P: generador de conocimiento
E: estudiante que adquiere conocimiento
A: el que administra conocimiento, estudiantes y generadores de conocimiento
4. Red de apoyo basado en agentes
Esta red está conformada por un conjunto de agentes (componentes computacionales basados en conocimiento y con capacidad de cooperar entre si) para apoyar a los diferentes usuarios de la red en los procesos de generación, adquisición y administración de conocimiento.
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Modelo de e-campusModelo de e-campus
Red de conocimiento: red de acervos abiertos y distribuidosde objetos de aprendizaje (patrimonio)
Funcionalidadeducativa
Funcionalidadeducativa
Funcionalidadeducativa
Institución Institución
Institución
Red de aprendizaje:comunidades de instituciones
E-campus
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Red de conocimiento: PatrimonioRed de conocimiento: Patrimonio
Funcionalidadeducativa
Funcionalidadeducativa
Funcionalidadeducativa
Institución Institución
Institución
E-campus
Red de aprendizaje:comunidades de instituciones
Patrimonio común de la comunidad
Red de conocimiento: red de acervos abiertos y distribuidosde objetos de aprendizaje (patrimonio)
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Actores y funcionalidades del e-campusActores y funcionalidades del e-campus
Generaciónde
conocimientoAprendizajeAdministración
Funcionalidades
AgE P A
Actores
Institución
Acervo abierto y distribuido de recursos
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Generación de conocimientoGeneración de conocimiento
Red de conocimiento
Internet 2
Edición(autor)
Distribución
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AprendizajeAprendizaje
Red de conocimiento
Internet 2
Aprendizajepersonalizado
Consulta
Distribución
Consulta
Distribución Supervisión
Aprendizajecolaborativo
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Red de aprendizaje: red de e-campusRed de aprendizaje: red de e-campus
Generaciónde
conocimientoAprendizajeAdministración
Funcionalidades
AgE P A
Actores
Institución
Acervo abierto y distribuido de recursos
Generaciónde
conocimientoAprendizajeAdministración
FuncionalidadesGeneración
deconocimiento
AprendizajeAdministración
Funcionalidades
AgE P A
Actores
AgE P A
Actores
Institución Institución
Patrimonio común de la comunidad
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Arquitectura para soportar aplicaciones basadas en Internet 2
Arquitectura para soportar aplicaciones basadas en Internet 2
Internet 2Lania
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InterfazInterfazColaborativaColaborativa
WEB COMPUTINGWEB COMPUTING
Arquitectura, tecnologías y estándaresArquitectura, tecnologías y estándares
Soporte de redSoporte de redInternet 2Internet 2
Red IPV6Red IPV6
Videoconferencia H323Videoconferencia H323Iterfaz Internet
multiagentesmultiagentes Interfaz Cooperativa
IMS, ESCORM,LTSC, ISO-JC1SC25IMS, ESCORM,LTSC, ISO-JC1SC25 Interfaz e-educacion
XMLXML
SOAP-WSDL-UUDISOAP-WSDL-UUDI Interfaz Interoperable(web-services)
H TPP-HTML-J a v a, etcH TPP-HTML-J a v a, etc Interfaz Web
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2. Proyecto CUDI:Prototipo de patrimoniode objetos de aprendizaje
I n t e r n e t 1 y 2
UNAMUdeG IIE
I n t e r n e t 1 y 2Américalatina
MéxicoEuropa : España, ....
I n t e r n e t 1 y 2
E-campus
1. Proyecto e-campus *financiado por la UNESCO
Proyectos
Lania
* http://www.lania.mx/~victor/proyecto_e-campus_unesco/e-campus/index.html
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3.1 Proyecto Prototipo de Patrimonio(proyecto CUDI- UNAM -U de G - IIE - LANIA)
3.1 Proyecto Prototipo de Patrimonio(proyecto CUDI- UNAM -U de G - IIE - LANIA)
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Unidad de aprendizajeUnidad de aprendizaje
Descripción Educativadel contenido(metadata)
ContenidoDigital
(imagen, video,texto, presentación,
programa, etc.)
Por ejemplo un simulador de un osciloscopiosu metadato sería su descripción como recurso educativo de electrónica
y el programa su contenido
¿pero como representar diversos tipos de recursos que pueden ir desde una simple imagenhasta un curso que incluye diversos temas usando la noción de unidad de aprendizaje?
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Documentosdigitales
Objetos deinformación
Objetos deaprendizaje
Redesde conocimiento
Unidades deaprendizaje
La estructuración del conocimientobasado en objetos
La estructuración del conocimientobasado en objetos
imágenesvideostextoprogramas,....
metadatosde losdocumentosdigitales(por ejemploun videode historia)
un objetoque integraobjetosBásicos(por ejemploun tema queincluye variosconceptos)
objetoestructuradocompuesto deobjetosde aprendizaje(por ejemplo uncurso completo)
redes deaprendizaje(por ejemplocoleccionestemáticas
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Documentosdigitales
Objetos deinformación
Objetos deaprendizaje
Redesde conocimiento
Unidades deaprendizaje
ReutilizaciónReutilización
contexto
reutilización
a mayor contexto menor reutilización
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Acceso a redes de conocimiento
Acceso a programasde formación
Acceso a objetosde aprendizaje
Acceso a objetosde información
Acceso a documentosdigitales (Internet)
Edición y gestión dedocumentos digitales
Edición y gestión deobjetos de información
Edición y gestión deobjetos de aprendizaje
Edición y gestión deprogramas de formación
Edición y gestión deredes de conocimiento
Niveles de los sistemas de acceso,edición y gestión
Pat
rim
on
io
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El estándar IMSEl estándar IMS
•<general>
•<lifecycle>
•<metametadata>
•<technical>
•<educational>
•<rights>
•<relation>
•<annotation>
•<classification>
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Estructura del acervo distribuido de objetos de aprendizaje
Estructura del acervo distribuido de objetos de aprendizaje
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Funcionalidades básicas del acervo distribuido de objetos de aprendizajeFuncionalidades básicas del acervo
distribuido de objetos de aprendizaje
1. Agregar objeto2.1 Consultar acervo
Lista resultado de la consulta
2.2 Despliegue-ObtenciónDe objetos
?
Definición única y estándar de objeto
Interfaz de acceso única y estándar de acceso
R e d d e r e p o s i t o r i o sHETEROGÉNEOS
de objetos REUTILIZABLES
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Acceso distribuido por aplicaciones heterogéneas
Acceso distribuido por aplicaciones heterogéneas
Interfaz de acceso única y estándar de acceso
R e d d e r e p o s i t o r i o sHETEROGÉNEOS
de objetos REUTILIZABLES
Aplicaciones Aplicaciones
Aplicaciones
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Arquitectura de un repositorio localArquitectura de un repositorio local
intermediario
agregar objeto buscar/obtener objeto
acceso externo
2. Manejador de objetos
1. Interfaz interoperable de objetos locales y externos
acceso local
CUAED - UNAM
Red distribuida de repositoriosRed distribuida de repositorios
acceso externointermediario
Aplicaciones
agregar objeto buscar/obtener objeto
acceso localacceso externo
intermediario
Aplicaciones
agregar objeto buscar/obtener objeto
acceso local
acceso externo
intermediario
acceso local
Aplicaciones
agregar objeto buscar/obtener objeto
Internet
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Componentes del prototipoComponentes del prototipo
2. ObjetosEstándar
IMS
4. Editor deobjetos
LMS
Objetos internos
3. Interfaz interoperblede acceso
1. Arquitectura abierta del repositorio de objetos
acceso a otrosacervos acceso a otros
acervos
acceso directo
acceso vía LMS
Plataforma BD
Componentes del prototipode patrimonio
Usuarios: profesor, estudiante,administrador
Plataforma LMSexistente de la
institución
5. Metodologíaspara el diseño de objetos
UNAMU de GIIE-LANIA
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Ambiente interinstitucionalred de instituciones heterogéneas
red de acervos de objetos homogénea
Ambiente interinstitucionalred de instituciones heterogéneas
red de acervos de objetos homogénea
ObjetosEstándar
IMS
3. Editor deobjetos
LMS
Objetos internos
2. Interfaz de acceso
1. Arquitectura del repositorio de objetos
acceso a otrosacervos acceso a otros
acervos
acceso directo
acceso vía LMS
Plataforma BD ObjetosEstándar
IMS
3. Editor deobjetos
LMS
Objetos internos
2. Interfaz de acceso
1. Arquitectura del repositorio de objetos
acceso a otrosacervos acceso a otros
acervos
acceso directo
acceso vía LMS
Plataforma BDObjetosEstándar
IMS
3. Editor deobjetos
LMS
Objetos internos
2. Interfaz de acceso
1. Arquitectura del repositorio de objetos
acceso a otrosacervos acceso a otros
acervos
acceso directo
acceso vía LMS
Plataforma BD
Ambientes LMS Interistitucionales heterogéneos
Red de acervos común con interfaces y estructuras estándary plataformas de BD heterogéneas
Institución A Institución A Institución A
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3.2 Proyecto Organización del aprendizaje(proyecto LANIA)
3.2 Proyecto Organización del aprendizaje(proyecto LANIA)
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Red de aprendizajeRed de aprendizaje
Red de conocimiento
PP
seguimiento
presencial y/o virtual
Red de aprendizajeEE EE
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Aprendizaje tradicionalAprendizaje tradicional
Programa
Contenidos
Plan de estudio
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Aprendizaje autodidactaAprendizaje autodidacta
ProgramaPlan de estudio
Contenidos
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Aprendizaje asistido solo por computadoraAprendizaje asistido solo por computadora
Programa
Contenidos
Plan de estudio
LMS
LMS Learning Managament System
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Aprendizaje asistido por computadora y agenteAprendizaje asistido por computadora y agente
Programa
Contenidos
Plan de estudio
LMSAgentetutor
LMS Learning Managament System
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Aprendizaje asistido por computadora y profesor (en y/o fuera de línea)
Aprendizaje asistido por computadora y profesor (en y/o fuera de línea)
Programa
Contenidos
Plan de estudio
LMSAgentetutor
LMS Learning Managament System
CUAED - UNAM
Red de aprendizajeRed de aprendizaje
Programa
Contenidos
Plan de estudio
Agentetutor
Programa
Agentetutor
Programa
Agentetutor
ContenidosContenidos
Red de aprendizaje
Red de conocimiento
perfil
perfil perfil
metadatametadata
metadata
Plan de estudioPlan de estudio
LMS
LMS LMS
LMS Learning Managament System
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Modelo para el diseño InstruccionalModelo para el diseño Instruccional
R_e R_p
a aa
Ambiente
Instrucción (formación)
tiempo
R_e rol del estudianteR_p rol del profesora actividadoa objeto de aprendizajeS servicio
Especificación de una serie de actividades ordenadas en el tiempo a ser realizadas por estudiantes y profesores (rol) dentro del contexto de un ambiente compuesto por objetos y servicios
oaoa oaoa
SS SS
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Elemento básicos de diseño de una formación formal (nivel A)
Elemento básicos de diseño de una formación formal (nivel A)
a aa
Formaciónt
objetivos de aprendizajeactividades de aprendizaje
soporte de aprendizaje ambiente
Elementos de inicio: generalmente a partir de objetivos
Nivel A
Definición básica de un programa de formación(escenario de formación)
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Elementos avanzados de diseño de una formación formal (niveles B y C)
Elementos avanzados de diseño de una formación formal (niveles B y C)
a aa
Formaciónt
propiedadescondiciones
notificaciones
Nivel B
Nivel C
Controles Informaciones personales
mecanismos para reactivarnuevas actividades
mecanismos para unaprendizaje adaptativo
Propiedades de persona (s) estudiantes p profesores Condiciones para la evolución del escenario didáctico Notificaciones para iniciar nuevas actividades
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Proceso sistematizado de aprendizaje
Proceso sistematizado de aprendizaje
T I M E
Plan y programa de aprendizaje
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Proceso de AprendizajeProceso de Aprendizaje
• Libre (a partir de un programa predefinido y recursos educativos, bajo la responsabilidad del estudiante)
• Guiado por un profesor o sistema a través de reglas predefinidas a respetar sobre las actividades del programa (plan de estudio):– Tiempo límite– Prerquisitos– Temas opcionales– Temas obligatorios– ....
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Aprendizaje (sistemático)Aprendizaje (sistemático)• Aprendizaje: Proceso de asimilación indivudual y/o colectivo de
conocimientos organizados en un programa de aprendizaje prestablecido y controlado dinámicamente por un plan de estudio y el estado en que se encuentra el proceso de aprendizaje del estudiante
• Programa de aprendizaje: Conjunto ordenado de actividades de aprendizaje sobre un tema
• Activividades de aprendizaje: grupos de actividades básicas asociadas a recursos educativos tales como la lectura de un capítulo de un libro, la solución a un problema de tarea, etc.
• Plan de aprendizaje: conjunto de reglas y condiciones sobre las actividades de un programa
• Estado de proceso de aprendizaje del estudiante: información sobre el estado del estudiante con respecto al proseco de aprendizaje que está realizando
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Modelo del proceso de aprendizaje
Modelo del proceso de aprendizaje
Recurso EducativoPrograma Recurso Educativo
secuenciador
Recurso Educativo
Recurso Educativo
Plan de estudio
Requerimiento de actividadde aprendizaje Entrega de actividad de aprendizaje
Estadodel aprendizaje
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Representación de un curso mediante un árbol de actividades
Representación de un curso mediante un árbol de actividades
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Diversos procesos (comportamientos) de aprendizaje a partir de un mismo programaDiversos procesos (comportamientos) de
aprendizaje a partir de un mismo programa
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Especificación de las reglas de secuenciamiento de actividades
(plan de estudio)
Especificación de las reglas de secuenciamiento de actividades
(plan de estudio)
Curso
Cap I Cap II Cap III
Tema 1Tema 2
Regla Regla
ReglaReglaRegla
ReglaPlan de estudio Programa
Curso
Cap I Cap II Cap III
Tema 1Tema 2
especificacadopor SSP IMS
Especificado porMetadata IMS
Comportamiento estándar(aprendizaje autodidacta)
Comportamiento programado(aprendizaje guaido)
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ContenidosContenidos
Estándares IMSEstándares IMS
Contenidos
Plan de estudio
Red de aprendizaje
Red de conocimiento
Metadata
Perfil-estudiante
IMS Simple Sequencing Specification
IMS Learner Information Package Specification
EE EE
IMS Learning Resources Meta-Data Specification
IMS Core Functions Information Model of Repository
I M SProyecto e-campus
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Modelo de e-educaciónbasado en redes
Modelo de e-educaciónbasado en redes
Red de serviciosInternet 1 y 2
EE
Red de conocimiento
PPPP
EE
EE
AA
Red de aprendizaje
AgenteAgente
Agente
Agente
Agente
Agente
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Heterogeneidad - EstandarizaciónHeterogeneidad - Estandarización
Interfaz estandard y abierta de acceso interoperable
APLICACIONES de generación, consultaseguimiento y administración
De objetos de aprendizaje
Red de acervos de objetos soportados por plataformas heterogéneas
APLICACIONES de generación, consultaseguimiento y administración
de objetos de aprendizaje
APLICACIONES de generación, consultaseguimiento y administración
De objetos de aprendizaje
Técnicapedagógica
Técnicapedagógica
Técnicapedagógica
Red de instituciones heterogéneasHETEROGENEIDAD ESTANDARIZACIÓN
Modelopedagógico