SHARP Online: Sistema Hipermedia Adaptativo Aplicado a la Resolución de … · 2013-07-21 · de soporte al aprendizaje heurístico en la resolución de problemas matemáticos desarrolladas

IX Congreso Internacional Interacción, Albacete 9-11 de Junio de 2008 Grupo LoUISE-Universidad de Castilla-La Mancha

SHARP Online: Sistema Hipermedia Adaptativo Aplicado a la Resolución de Problemas Matemáticos

Raquel Rodríguez Hernández1 , Ana B. Gil González1, Francisco J. García Peñalvo1, Ricardo López Fernández2

1 Departamento de Informática y Automática Facultad de Ciencias Universidad de Salamanca

2Departamento de Didáctica de la Matemática y de las Ciencias Experimentales Facultad de Educación Universidad de Salamanca

[email protected], {abg , fgarcia, riclop}@usal.es

Abstract. En este artículo se presenta el desarrollo de la Aplicación Web denominada SHARP Online, Sistema Hipermedia Adaptativo aplicado a la Resolución de Problemas Matemáticos. SHARPO se fundamenta en las técnicas de soporte al aprendizaje heurístico en la resolución de problemas matemáticos desarrolladas en el modelo de Schoenfeld. La adaptatividad de la herramienta es dirigida a través del algoritmo adaptativo desarrollado y descrito en el trabajo. Dicho algoritmo adaptativo pone en práctica mecanismos que permiten la construcción adaptable del conocimiento del usuario en la materia con métodos de entrenamiento. La aplicación desarrollada facilita al profesor la gestión completa de las entradas de contenido mediante una aplicación colaborativa con soporte a un espacio compartido de trabajo. Del mismo modo el profesor puede manejar las variables del algoritmo adaptativo en los procesos de entrenamiento de sus alumnos. El trabajo ha sido inicialmente desarrollado para entornos educativos en el área de la Didáctica de las matemáticas por lo que incluye un módulo de edición y visualización de fórmulas matemáticas en un entorno Web, sin embargo debido a la arquitectura desarrollada, la aplicación puede ser utilizada en cualquier otro dominio.

Keywords: Adaptive hypermedia; Interactive learning environments; Heuristic thought; Teaching/learning strategies; User Computer Interaction.

1 Introducción

La gran cantidad de formas de interacción entre usuarios y sistemas informáticos hace cada vez más necesario el hecho de desarrollar sistemas adaptativos, sistemas que son capaces de adaptar sus contenidos, su interfaz o incluso sus funcionalidades al usuario que interactúa con ellos. La adaptatividad se puede enfocar de forma automática, guiando al usuario para que cumpla unos objetivos previamente definidos, o bien de forma consensuada con el usuario, donde los objetivos a cumplir los marca él mismo.

El proceso de enseñanza y aprendizaje de las matemáticas es sumamente complejo. A través del tiempo el hombre ha desarrollado una diversidad de metodologías para

272 R. Rodríguez, A. B. Gil, F. J. García, R. López

lograr la efectividad de dicho proceso. Con la llegada de las nuevas tecnologías se abre un nuevo campo de investigación en cuanto a nuevos ambientes de aprendizaje y metodologías de enseñanza, aprovechando el enorme potencial de estos recursos electrónicos [1]. Se articula así la adaptatividad de un sistema informático en el uso de la tecnología hipermedia, lo que dota al sistema de una mayor flexibilidad e interactividad. Los sistemas adaptativos permiten mediante dicha funcionalidad que la forma de presentar la información así como la propia información, se adapten a las necesidades de cada usuario. Para conseguir este objetivo, los sistemas hipermedia adaptativos construyen un modelo con las características de cada usuario y lo utilizan durante la interacción del mismo con el sistema. El mecanismo de aprendizaje en los sistemas interactivos para procesos formativos está fundamentado en el proceso mental humano de adquisición del conocimiento, donde la adquisición y memorización de la información responde a procesos asociativos [2].

SHARPO, Sistema Hipermedia Adaptativo aplicado a la Resolución de Problemas Online, es la evolución y mejora de un desarrollo previo [3] donde se establecieron las bases del diseño instruccional aplicadas a problemas matemáticos, así como un algoritmo adaptativo, motor del desarrollo. La aplicación inicial, estaba desarrollada para pruebas en local mediante tecnologías ya obsoletas en la actualidad. El trabajo aquí presentado muestra la migración de los requisitos de diseño y funcionalidad del desarrollo previo hacia una aplicación Web, integrando las pautas de diseño del sistema hipermedia adaptativo, pero incrementando sus funcionalidades hacia tecnologías que permiten la formación online. Con dicha herramienta el alumno puede reforzar sus conocimientos en el campo de las matemáticas a través de Internet, permitiendo además la implementación de nuevas estrategias de aprendizaje basadas en el e-learning.

El artículo comienza con esta breve introducción, el punto dos hará una descripción de la arquitectura y funcionalidad de la aplicación así como el soporte al usuario en aspectos relevantes de la intefaz. La aplicación Web desarrollada es extensa pero destacaremos a lo largo del artículo dos aspectos fundamentales de su desarrollo: el diseño del algoritmo adaptativo que sustenta el motor de la aplicación tratado en el punto tercero y la problemática de la edición y visualización de la notación matemática en un ambiente Web tratado en el punto cuarto. Finalizaremos con unas conclusiones al trabajo y las líneas de actuación futuras.

2 Descripción de la Herramienta

SHARPO es una aplicación basada en el aprendizaje por entrenamiento en el área de la didáctica de las matemáticas. Dicha aplicación ha sido desarrollada con una arquitectura Web (Ver Fig. 1), que sustenta las tareas asignando la funcionalidad mediante tres roles: profesor, alumno y administrador.

El profesor, encargado de la inserción de contenidos así como de la elaboración de las pruebas y la monitorización de sus alumnos a lo largo del proceso de enseñanza/aprendizaje. El alumno, que mejora su conocimiento práctico a través de la resolución de problemas matemáticos dirigido mediante la heurística de cada una de las áreas formalizadas en temas para las matemáticas. Y finalmente el rol de administrador cuya tarea suma a la del rol profesor, la de creación, modificación y eliminación del

SHARP Online: Sistema Hipermedia Adaptativo 273

conjunto de configuraciones que dan valores a los parámetros que utiliza el algoritmo para su gestión adaptativa. El administrador igualmente gestionará los usuarios que tienen acceso al sistema, dándoles de alta o modificando sus datos.

Fig.1. Arquitectura del sistema

La aplicación trabaja con una batería inicial de preguntas cuyas características definen diversas heurísticas resolutivas desarrolladas en el modelo de Schoenfeld [4, 5]. En este modelo de didáctica pedagógica distingue cuatro fases con una serie de tareas detalladas para cada una en la resolución de problemas matemáticos: análisis, exploración, ejecución y comprobación.

El conjunto inicial con el que se trabaja está basado en el conjunto de pruebas matemáticas de los exámenes del S.A.T. (Scholastic Assessment Test), para el ingreso en las universidades de los Estados Unidos. Dichas preguntas pueden ser consideradas como un buen ejemplo del conjunto de estrategias resolutivas recopiladas [6, 7]. Dichas estrategias forman parte de las variables implementadas en el desarrollo de un algoritmo adaptativo, explicado en puntos posteriores, encargado de seleccionar mediante reglas las preguntas para su resolución y de coordinar el sistema hipermedia y gestionar la navegabilidad entre los distintos nodos del hiperespacio para incrementar mediante entrenamiento las estrategias heurísticas en resolución de problemas matemáticos.

El algoritmo adaptativo con la selección de las preguntas consigue que se parametrice y regule el sistema hipermedia desarrollado de acuerdo a la situación del alumno en cada momento, además de gestionar la navegabilidad entre los diferentes nodos del hiperespacio que constituyen las preguntas en la base.


2.1 Descripción general de la Interfaz

En el diseño de la interfaz (ver Fig. 2) basado en aspectos de usabilidad [8, 9, 10] los iconos escogidos han hecho uso de la metáfora en el ámbito de la educación, simbolizando elementos típicos: un libro, una calc para acceder de modo intuitivo a las distintas funcionalidades. Cada Botón e ítem asocia un comportamiento los distintos eventos del puntero así si el ratón pasa por encima de una zona susceptible de ser pulsada, por tener una acción asociada, ésta modifica su aspecto visual. Igualmente la interfaz proporciona en todo momento una comunicación con el usuario mediante paneles de información, alerta o ayuda contextual así como eventos con resultado de retorno producido por una acción, errores, verificaciones, etc.

La interfaz está dividida en 5 zonas bien diferenciadas (ver Fig. 2): Barra de Situación: con un indicador de rastro de migas de pan para evitar la desorientación del usuario en la aplicación, así como las opciones de salida del sistema.

Panel de Opciones: en el que se accede a los módulos de la aplicación. Cada uno de los tres tipos de usuario (Administrador, Alumno y Profesor) tendrá unas opciones diferentes. Este panel, incluye en la parte inferior unas Opciones Comunes para todos los usuarios, que permiten acceso a la ayuda contextual y navegación (pantalla anterior, regresar al menú principal, etc).

Contenido: en esta zona se muestra el contenido de la pantalla sobre la que trabaja el usuario, varía en función del usuario y la opción escogida.

Fig. 2. Estructura Común

Información del Sistema: debajo de la pantalla de contenidos se muestran datos sobre el usuario activo en ese momento e información del sistema.


2.2 Rol del Alumno

Utilizando el panel de opciones el alumno podrá acceder a cada una de las opciones que le ofrece el sistema. Test: En esta ventana el alumno interactuará con el sistema visualizando y

respondiendo el test configurado por el algoritmo adaptativo. (ver Fig. 3)

Fig.3. Interfaz del Test

En la barra de situación verá información sobre el nivel al que pertenece la pregunta, el tema en el que esta enmarcada y el tiempo restante para concluir el bloque. En el panel de opciones un gráfico con información sobre el número de respuestas dadas a preguntas que han sido planteadas en el nivel. En la parte del contenido se muestra la pregunta que debe ser contestada junto con una serie de opciones para responder

Estadísticas: El alumno puede consultar datos de uso personal de su entrenamiento. Esta información incluye gráficos generados dinámicamente para cada consulta y permiten al alumno interactuar con ellos por medio de las listas desplegables.

Usuarios: Aquí podrá acceder a información de otros usuarios registrados en el sistema además de modificar sus datos personales.

2.3 Rol del Profesor/Administrador

Este usuario es el encargado de gestionar las preguntas, crearlas, modificarlas o eliminarlas. Además de tener acceso a otras características del sistema como las estadísticas globales, las configuraciones, las preguntas de otros usuarios y los datos personales de todos lo demás. Mis preguntas: El usuario podrá crear, modificar o eliminar sus preguntas en tres

opciones: asistente, avanzado y consulta.


o Modo Asistente: En este modo la creación de la pregunta se realiza a través de una serie de pantallas, en cada una de las cuales se pide un único dato de la pregunta que está siendo insertada. Es posible navegar de unas a otras gracias a los botones con las flechas derecha e izquierda situados en la parte inferior del área de contenidos (ver Fig. 4)

Fig. 4. Opción de Uso en Modo Asistente

o Modo avanzado. En este modo se recogen todos los campos necesarios para la inserción de la pregunta en una misma pantalla con campos de texto que permiten la edición y grupos de botones para las opciones de calificación de las respuestas y elección del nivel, así como una lista desplegable para la elección del tema.

o Consulta: Donde el usuario podrá consultar sus preguntar, modificarlas o eliminarlas.

Sistema: Tendrá acceso a características globales donde verá las Preguntas de todo el sistema, las Estadísticas de uso y tendrá a la Configuración, donde se tendrá acceso a los parámetros que utiliza el algoritmo. El profesor puede consultarlas y el administrador además de eso puede modificarlas, crear nuevas, actualizarlas y eliminarlas.

Usuarios: Con esta opción puede consultar la información del resto de usuarios y modificar sus datos personales. Si se trata de un administrador también podrá modificar la información del resto.

Administración (solo administradores) En esta opción el administrador puede dar de alta a profesores o alumnos además de permitir que alumnos que hayan terminado los test puedan volver a interaccionar con el sistema al activar de nuevo sus cuentas.


2.4 Arquitectura de SHARPO

Para que la herramienta implementada funcione de un modo online está alojada en un servidor que interpreta contenido dinámico. El sistema está en continua comunicación con la base de datos que alberga toda la información que el algoritmo necesita. A través de su navegador el usuario accede a la aplicación identificándose e interactuará según su rol de trabajo.

La tecnología que se ha utilizado para desarrollar el sistema esta basada en la plataforma J2EE. Como requisito se ha buscado que todas las herramientas sean gratuitas. Se ha utilizado java como lenguaje de programación junto con jsp del lado del servidor para implementar tanto el algoritmo como el resto de la aplicación, además de SQL para la base de datos y DHTML, XML, javascript del lado del cliente. (Ver Fig. 1). Se trabaja con un contenedor JSP para la gestión de los contenidos dinámicos, el servidor utilizado ha sido Jakarta-Tomcat y como servidor Web Apache. Como sistema gestor de base de datos MySQL.

3 El Algoritmo Adaptativo de SHARPO

El módulo de adaptación que SHARPO implementa contiene la descripción de la funcionalidad adaptativa. Constituye la parte inteligente del sistema encargada de adaptarse a los conocimientos del alumno a partir de un conjunto de reglas lógicas que han sido definidas y cuyos parámetros pueden ser configurados por el profesor.

El modelo adaptativo se ha definido en una evolución del aprendizaje soportado por el nivel de conocimiento de la materia sobre tres niveles, de manera que el control de paso de un nivel de aprendizaje a otro viene determinado por un filtro controlado por reglas lógicas. Dichas reglas activan diferentes estados de soporte al usuario en función de la proyección numérica que la escala del algoritmo efectúa. En caso de que las respuestas no sean correctas, el sistema aplica un módulo corrector que permite al alumno desarrollar otras vías para el cumplimiento de los criterios evaluadores. Si de cualquier modo no se cubren los objetivos preestablecidos se activa el estado correspondiente, un evento de parada. Del mismo modo si se supera de manera satisfactoria la verificación de adquisición de contenidos, según el criterio preestablecido, concluiría con éxito el proceso. El algoritmo se estructura en las cinco fases, descritas en la Fig. 5, y que a continuación detallamos:

- Arranque del algoritmo cuando un alumno empieza el test - Selección de bloque: Obtener bloque>Calcular el número de preguntas que

formarán el bloque>Iniciar temporizador de preguntas de bloque - Selección de pregunta: Selección de temas >Selección de pregunta>Obtener

datos de pregunta - Corregir la respuesta del alumno

o Procesar respuesta>Mostrar la calificación al alumno>Evaluar bloque - Cambio de bloque


Fig. 5. Algoritmo Adaptativo

El algoritmo funciona con una sintonización de variables que se configuran a modo de parámetros y que determinan la elección de las preguntas, el número de preguntas que se formulan, criterios de evaluación de niveles, de corrección, tiempos de respuestas, etc. Dichos parámetros de configuración se agrupan en tres criterios del siguiente modo:

Número de preguntas: Porcentaje de preguntas por bloque y Mínimo de preguntas por bloque.

Criterios para evaluación y cambio de nivel: Porcentaje de respuestas correctas para subida, Porcentaje de respuestas correctas para bajada, Porcentaje combinado de respuestas correctas de subida, Porcentaje combinado de respuestas distractoras de subida, Ponderación del peso de consulta de pistas y máximo de repeticiones.

Tiempos: Tiempo medio estimado por pregunta, Umbral de tiempo de aviso y Umbral de tiempo de bajada de nivel. Para una correcta configuración de estos parámetros es necesario conocer los conceptos con los cuales trabaja el algoritmo y que a continuación se detallan.

Preguntas. Cada pregunta tiene 5 posibles respuestas y cada una de ellas tiene asociado un parámetro de calificación: correcta, incorrecta y distractora. La calificación de cada respuesta es determinada por el profesor al introducir las mismas. Las respuestas distractoras son redecir, su contenido puede inducir a un error en la respuesta.


Respuestas. Cada respuesta se califica con tres estados diferentes. Estos estados se corresponden con las calificaciones que la respuesta elegida tiene asociada en el momento de crear la pregunta.

Bloque: El concepto de bloque se define junto con el concepto de respuesta. Existe una fuerte relación entre ambos elementos y afecta al funcionamiento del algoritmo del modo que se explica a continuación.

- Un bloque se corresponde con un conjunto de respuestas dadas y es la unidad mínima que se va a tener en cuenta en el momento de evaluar al alumno.

- Para evaluar un bloque se tienen en cuenta las calificaciones obtenidas por el alumno en cada una de las respuestas dadas en dicho bloque.

- Un bloque se puede dividir en varias sesiones, es una unidad en continuo desarrollo. El sistema sabe cuántas respuestas son necesarias para proceder a la finalización del bloque, pero no qué preguntas serán formuladas para ello. El número de respuestas que forman un bloque puede variar antes de que este finalice debido a situaciones especiales que pueden darse en la base de datos y a configuraciones particulares definidas para el algoritmo.

Evaluación. Para la evaluación de las respuestas dadas se dividen las preguntas a formular en bloques; el número de preguntas que constituirán el bloque se determina

Tras responder al número de preguntas determinado, se procede al análisis del bloque y se comprueba si el alumno debe subir de nivel de dificultad, bajar o permanecer en el mismo; para ello se utilizan los parámetros umbrales de subida y bajada. Para analizar un bloque el algoritmo utiliza los siguientes parámetros configurables:

- Umbral mínimo de subida de nivel: determinado por el porcentaje de respuestas dadas correctas para subida

- Umbral máximo de bajada de nivel: determinado por el porcentaje de respuestas dadas correctas para bajada.

- Umbral especial de subida de nivel: determinado por los porcentajes de respuestas combinadas correctas y distractoras para la subida del nivel.

contestar todas las preguntas del bloque de forma correcta da como valor 100, mientras que todas incorrectas es un 0; el porcentaje de las preguntas contestadas correctamente respecto del total de correctas se compara con estos umbrales: si se supera el umbral mínimo de subida de nivel, el análisis del bloque da como resultado que se debe subir de nivel de dificultad; si no hubiera superado el umbral máximo de bajada, debe bajar y si se queda entre ambos, se repite el nivel.

Tiempos. En la configuración del sistema se define un parámetro de tiempo medio

tiempo para el bloque. Temas. La elección individual de cada pregunta se adapta a los temas presentes en

la base de datos y a los porcentajes definidos para cada uno de ellos. Los de mayor porcentaje son los que tendrán mayor preferencia a la hora de ser escogidos para seleccionar la pregunta. Un tema con un 15% asociado indica que el algoritmo adaptativo intentará que el 15% de las preguntas de un bloque pertenezcan al tema en cuestión. Si un tema tiene en 0% asociado ese tema no está siendo incluido en los test.

Pistas. En cada pregunta el alumno puede consultar una pequeña pista, esa consulta afecta negativamente al resultado de la calificación del bloque; el parámetro de


. El algoritmo está codificado en Java en la aplicación mediante el conjunto de reglas

que dan soporte al proceso descrito. Presentamos a continuación un ejemplo en pseudocódigo de la regla utilizada para la evaluación de un bloque:

inicio evaluarBloque preguntasEnBloque = contarRespuestasEnBloque() si preguntasEnBloque < numeroDePreguntasB entonces seleccionarPregunta() sino numPistas = contarPistasConsultadas() numPregs = calcualrNumPregs (numPistas) numPregC = contarPreguntasCorrectas() numPregI = contarPreguntasIncorrectas() numPregD = contarPreguntasDistractorar() si numPregC >= umbralMínimoSubidaNivel entonces nuevoNivel = subirNivel() sino si numPregI <= UmbraMáximoBajadaNivel entonces nuevoNivel=bajarNivel() cambioNivel = verdadero sino si numPregC >= umbralMinimoCCorrectas && numPregD >= umbralMinimoCDistractoras entonces nuevoNivel=subeEspcialNivel() sino Repetir Nivel fin fin actualizarEstadoBloque() si cambioNivel entonces actualizarNivel(nuevoNivel) si nuevoNivel = 6 entonces avisarFinDeTest () salir() fin sino cambiarBloque() fin fin evaluarBloque

4 Módulo de Edición y Visualización del Lenguaje Matemático

La aplicación SHARPO habilita en modo profesor la generación y edición de preguntas al sistema adecuándolas a los criterios y metodología de enseñanza/aprendizje habilitada según el modelo de Shoenfeld. Esta tarea es soportada por el editor que ofrece la herramienta. Dicho editor incluye un módulo para trabajar con notación matemática en el ámbito Web.

Después de analizar la problemática de la edición-visualización de lenguaje matemático en la Web y el conjunto de editores y conversores existentes la opción elegida fue ASCIIMathML [11]. Se trata no sólo de una de las pocas herramientas gratuitas, sino que también permite realizar la traducción desde el lado del cliente, liberando al servidor de ésta tarea.


ASCIIMathML es un JavaScript que realiza la conversión de ASCII a MathML. La traducción se realiza desde el lado del cliente y el proceso se lleva a cabo mediante un recorrido de todo el contenido de la página donde se encuentra el texto usando el modelo DOM de JavaScript.

Puesto que MathML es un estándar, cabría esperar que cualquier navegador fuese capaz de interpretar las etiquetas que genera ASCIIMathML. Sin embargo no es así, la relativa juventud de MathML, la necesidad de tener intérprete de Javascript y la forma en que evolucionan los navegadores hace que en el día de hoy sea soportado por los siguientes navegadores con las características descritas (Firefox con los tipos de letra adecuados en Linux, MacOS y Windows; Mozilla (v. 1.3a) y Camino en Mac OS X. e Internet Explorer (v. 6.x) con el plugin correspondiente (MathPlayer) en Windows).

4.1 Edición de ecuaciones matemáticas

Para adaptar ASCIIMathML a las necesidades de la aplicación se modificaron algunas de las funciones que están definidas en el fichero javascript ASCIIMathML.js. El ASCIIMathML original permite la conversión para cadenas encerradas entre el carácter ` o el carácter $.

Fig. 6. Editor de Fórmulas Matemáticas

Para que el editor de la aplicación reconozca la notación matemática los elementos de la fórmula deben incluirse entre el símbolo de $ (ej,. $x^2$ = x2 ). En el módulo de edición consta de varias zonas, ver Fig. 6. Zona de edición y zona de visualización donde el texto de la pregunta, se muestra en el recuadro inferior tal y como será mostrado al alumno. El profesor dispone de ayuda contextual a la edición de fórmulas.

4.3 Parser.

ASCIIMathML es un javascript y por lo tanto es necesario disponer de un navegador que sea capaz de interpretar este lenguaje (y que esté activado). Este javascript realiza la traducción de fórmulas incrustadas en documentos HTML de pseudo-LaTeX a MathML. La traducción se lleva a cabo haciendo uso de la función que este javascript implementa. Recorre la página a partir del elemento donde se haya


llamado a la función y va aplicando la función de traducción recursivamente a todos los subelementos. Para cada elemento a tratar, busca el carácter que delimita las fórmulas matemáticas y sustituye cada una de las entidades por su correspondiente en MathML. En este proceso se hace uso de la definición de la gramática que usa ASCIIMathML para parsear las expresiones (Ver Tabla 1).

c ::= [A-z] | números | letras griegas | otros símbolos para constantes

u ::= 'sqrt' | 'text' | 'bb' | otro símbolos unarios para comandos de fuentes

b ::= 'frac' | 'root' | 'stackrel' símbolos binarios

l ::= ( | [ | { | (: | {: llaves izquierda

r ::= ) | ] | } | :) | :} llaves derecha

S ::= c | lEr | uS | bSS | "any expresiones simples

E ::= SE | S/S |S_S | S^S | S_S^S expresion (fraction, sub-, super-, subsuperscript)

Tabla 1. Gramática utilizada para el parser de ASCIIMathML

Mediante las reglas de traducción, cada símbolo terminal es traducido a su correspondiente nodo en MathML. Las constantes son convertidas a su símbolo Unicode. Las demás expresiones se convierten como se muestra la Tabla 2:

lSr <mrow>lSr</mrow>

sqrt S <msqrt>S'</msqrt>

text S <mtext>S'</mtext>

"any" <mtext>any</mtext>

frac S1 S2 <mfrac>S1' S2'</mfrac>

root S1 S2 <mroot>S2' S1'</mroot>

Stackrel S1 S2 <mover>S2' S1'</mover>

S1/S2 <mfrac>S1' S2'</mfrac>

S1_S2 <msub>S1 S2'</msub>

S1^S2 <msup>S1 S2'</msup>

S1_S2^S3 <subsup>S1 S2' S3'</msubsup> or <munderover>S1 S2' S3'</munderover>

Tabla 2. Reglas de traducción


4.4 Envío y almacenamiento de datos

Una vez editada la pregunta por el profesor generador del contenido en su navegador el proceso de almacenamiento en la base de datos del sistema para guardar la pregunta es el que indica la Fig. 7. Cada fórmula generada es enviada a través de la red en el formato con el código ASCII en el que se ha escrito. La aplicación alojada en el

opción de la pregunta donde haya sido creada. Toda la información será almacenada en la base de datos con el código ASCII específico. De este modo cuando se realice la tarea inversa, la de visualización en la generación del test al alumno, el sistema obtendrá los datos de la pregunta para que se carguen en el navegador del cliente y el parser implementado mostrará dichos elementos en su formato en modo visualización.

Fig. 7. Capas de acceso y visualización para la notación matemática

5 Conclusiones

A lo largo del artículo se ha presentado un sistema de soporte a la docencia en línea, que permite a los alumnos entrenarse en los métodos resolutivos de problemas matemáticos. La arquitectura modular de la aplicación abarca funcionalidades para la gestión docente y la creación de contenidos. La gestión del proceso formativo está regulada mediante un algoritmo adaptativo que incorpora parámetros desde los cuales se pueden programar y monitorizar las sesiones de entrenamiento. El sistema tiene la capacidad de trabajar a través de Internet, lo que se facilita su uso e incorporación en como complemento para otros entornos educativos.

El funcionamiento del algoritmo respecto a la gestión del hiperespacio es transparente para el alumno, pero es el encargado de adaptar el contenido de los problemas a sus carencias cognitivas del usuario, ofreciéndole caminos alternativos en cada caso. De mismo modo el diseño del algoritmo permite se adapte no sólo a las carencias del alumno sino al estado de la base de datos de las preguntas, lo que ofrece flexibilidad al desarrollo incremental y colaborativo por parte de los profesores encargados de generar las baterías de cuestiones.


Con este proyecto se consigue analizar las mejoras que aporta la tecnología hipermedia al desarrollo de aplicaciones que sirven para implementar procesos de aprendizaje favorecedores del pensamiento heurístico. Es por esto que se ha logrado

problemas en un ámbito Web y se han diseñando los mecanismos que permiten a la aplicación adaptarse a los conocimientos del usuario y ayudarle a perfeccionarlos dentro de una materia concreta, en este caso la enseñanza y didáctica de las matemáticas.

Una aplicación Web con las funcionalidades presentadas y debido a su diseño modular nos permitirá en un futuro próximo seguir incrementando el desarrollo en diversos aspectos, fundamentalmente nos planteamos tres líneas de ampliación. La primera es su adaptación a otros tipos de entornos educacionales, simplemente hay que variar el contenido de la base de datos utilizada y añadir posiblemente otro tipo de elementos multimedia, como pueden ser videos o sonidos. La integración de la notación matemática es un requisito fundamental de este proyecto dado que está orientado a la didáctica de las matemáticas, pero el código está abierto a otro tipo de adaptaciones. La segunda actuación sería ampliar el módulo de estadísticas añadiendo más funcionalidad como búsquedas inteligentes y más flexibles adaptadas a otros criterios formativos. Finalmente, la internacionalización de la aplicación deseable en ambientes Web.

Agradecimientos Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el Ministerio de Educación y Ciencias así como por el proyecto FEDER Keops (TSI2005-00960).

Bibliografía

1. Estudios Superiores de Tamauliopas, México. Revista Iberoamericana de Educación. ISSN: 1681-5653

2. Paraninfo, Madrid, España, 2001.

3. Gómez A., Sosa F., Gil A., López R., García F.:"SHARP: Sistema Hipermedia Adaptativo Aplicado a la Resolución de problemas". En las -932887-4-8. Vigo, 11 al 13 de Junio de 2003.

en Teaching and learning mathematical problem solving: Multiple research perspectives (pp. 361-380). Hillsdale, New Jersey, 1985.

6. Barker, P.: "Interactive Electronic Books". Interactive Multimedia 2, (pp. 11-28).1991 7. Hammond, N.: "Learning with Hypertext: Problems, Principles and Prospects." Eds.

Mcknight, C., Dillon, A. Y Richarson, J. Hypertext a psychological perspective. Ellis Horwood, New York. 1993.

Implementación de un Interfaz Adaptativa para una Web Septiembre. 2003. Addison-Wesley, 1993

10. Nielsen, Jacob "Usabilidad : diseño de sitios Web" Prentice-Hall, 2000 11. http://www1.chapman.edu/~jipsen/mathml/asciimath.html

Documents

SHARP Online: Sistema Hipermedia Adaptativo Aplicado a la Resolución de … · 2013-07-21 · de soporte al aprendizaje heurístico en la resolución de problemas matemáticos desarrolladas