Revista científica electrónica de Educación y Comunicación en la Sociedad del Conocimiento
Publicación en línea (Semestral) Granada (España) Época II Año XVII Vol. 17 (1) Enero-Junio de 2017 ISSN: 1695-324X
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Marco de enseñanza basado en OVAs para el
adiestramiento en la introducción de los algoritmos
(OLIA)
OAs-based teaching framework for training in the introduction of algorithms
Roberto Porto Solano
rporto@coruniamericana.edu.co
Corporación Universitaria Americana (Colombia)
Astelio Silvera Sarmiento
genionet@hotmail.com
Colciencias (Colombia)
Luis Fernando Garces Giraldo
lgarces@americana.edu.co
Andres Porto Solano
aporto@coruniamericana.edu.co
Diana Suarez Lopez
dsuarez@coruniamericana.edu.co
Corporación Universitaria Americana (Colombia)
Recibido: 13/03/2016
Aceptado: 10/05/2017
Resumen
La capacidad de implementar algoritmos es extremadamente importante y
necesaria para cualquier ingeniero en el área de la industria de desarrollo de
software. El estudiante actual no tiene el tratamiento didáctico en la formación y
el desarrollo de la habilidad para implementar algoritmos como respuesta a
problemas propios de su profesión. El propósito del presente proyecto consiste
en crear un software basado en Objetos de Aprendizaje con el que se pretende
mejorar en el estudiante la adquisición, práctica y capacidad de resolver
problemas por medio de las estructuras algorítmicas.
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Abstract
The ability to implement algorithms is extremely important and necessary for
any engineer in the area of software development industry. The current student
does not have the didactic treatment in the training and the development of the
ability to implement algorithms in response to problems of his profession. The
purpose of the present project is to create software based on learning objects
that aims to improve student acquisition, practice and ability to solve problems
through the solution of algorithmic structures.
Palabras Clave: Objetos de Aprendizaje, Algoritmos, desarrollo de software,
tratamiento didáctico.
Keywords: Learning Objects, Algorithms, software development, didactic
treatment.
Introducción
La asignatura Lenguaje de Programación inicia un proceso de formación de los
ingenieros en el mundo de la programación, el desarrollo de sistemas de
información y, más allá, de soluciones informáticas. En ésta se inicia el
desarrollo de una habilidad muy importante, la de programador de sistemas de
información.
La asignatura Lenguaje de Programación les permite a los estudiantes obtener
habilidades como el análisis, diseño y construcción de algoritmos, entendiendo
sus estructuras básicas para el desarrollo de los mismos. El estudiante
desarrollará el uso de la lógica – formal. Mediante esta asignatura aprenderá a
conocer procesos y desarrollo de problemas aplicando la algoritmia.
Los algoritmos poseen hoy una gran importancia tanto para informática,
robótica y ciencias de la computación, ya que por medio de estos se llega a un
orden de ideas y un proceso correcto en la elaboración de maquinarias, robots
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y solución de problemas complejos, lo que conlleva a un avance en la
tecnología y un mayor progreso a nivel mundial (Silvera, 2017). Los algoritmos
no solo son importantes porque nos permiten dar solución a problemas, sino
porque son la base de cada lenguaje de programación utilizados para el
desarrollo de software.
La participación de las TIC en los programas de enseñanza en instituciones de
educación superior se ha hecho de gran importancia, puesto que son una
estrategia didáctica para transmitir el conocimiento de manera en que muchas
personas pueden acceder a ellos (Meza, et. al., 2015; Arboleda, Silvera y
Saker, 2015).
La tecnologías que son utilizadas por las personas actualmente, permite
construir y transmitir conocimientos a través de diferentes métodos como
Objetos de aprendizaje (OA) y los objetos virtuales de aprendizaje (OVA), que
enmarcan un camino hacia la facilidad de acceso a los diferentes campos
académicos, por lo que actualmente se evidencia la utilización de campos
virtuales que enseñan a sus estudiantes diferentes disciplinas y
responsabilidad de ser ellos los que adquieran conocimientos por fuera de las
aulas.
Los algoritmos poseen hoy una gran importancia tanto para informática,
robótica y ciencias de la computación, ya que por medio de estos se llega a un
orden de ideas y un proceso correcto en la elaboración de maquinarias, robots
y solución de problemas complejos, lo que conlleva a un avance en la
tecnología y un mayor progreso a nivel mundial. Los algoritmos no solo son
importantes porque nos permiten dar solución a problemas, sino porque son la
base de cada lenguaje de programación utilizados para el desarrollo de
software.
Descripción del problema
La enseñanza de la programación, específicamente en el tema de los
algoritmos es una actividad relativamente compleja, y difícil, por lo que es
necesaria por parte del estudiante dedicarle un mayor tiempo estudio destinada
a la realización de actividades académicas como medio para la construcción
del conocimiento.
Actualmente, los estudiantes universitarios, que cursan carreas en el área de
ingenierías y particularmente, para aquellos estudiantes que estudian
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ingeniería de sistemas, necesitan instruirse en la programación de soluciones
algorítmicas a problemas computables, utilizando diferentes modelos con una
variedad de lenguajes y herramientas de programación. Muchos de estos
estudiantes extienden estas dificultades a lo largo de todos sus estudios.
Generalmente surge la duda con respecto a quien falla en un mal proceso de
aprendizaje, si el estudiante o el docente (Silvera, Corredor, Pineda-Carreño,
Pérez, y Salazar, 2016). Ante esta situación, juega un papel importante el
tratamiento didáctico pedagógico en el desarrollo de las competencias
necesarias para el desarrollo de las habilidades para implementar algoritmos
como respuesta a problemas ingenieriles.
Es importante darse cuenta, de cómo el mundo cambia velozmente y el
sistema educativo lo hace lentamente, como la juventud parece ejercer su
libertad de percibir y pensar, sentir y reflexionar, no obstante, con ciertas
condiciones favorables todo podría ser mejor (Fernández Poncela, 2016).
Según Nieva y Arellano (2012), Explican que generalmente, la forma más
habitual de enseñar de los docentes, es forzar al estudiante a resolver una gran
cantidad de ejercicios y métodos de codificar, probar y corregir hasta que el
programa de los resultados correctos, dejando de lado la importancia de
entender a cabalidad el problema para concebir un algoritmo. También plantea
una metodología en dos dimensiones, que son la capacidad de abstracción y la
de resolver problemas y que no solo basta con que el docente pueda
proveerles de material informativo para que atreves del método constructivista
el estudiante pueda alcanzar la habilidad para desarrollar problemas a través
de algoritmos. La dimensión de resolución de problemas debe estar
complementado por la estructura general de un prototipo de software en base a
las etapas de la heurística de Polya, el cual está compuesta por: Análisis del
problema, planeación de una solución, diseño de un algoritmo y la prueba del
algoritmo (Nieva & Arellano, 2009). (Perez, 2008), resalta que la importancia de
una plataforma en la enseñanza es fundamental puesto que facilita el logro de
los objetivos, experiencia, ayudando al profesor y al estudiante en su proceso
de enseñanza-aprendizaje. Siendo uno como facilitador y el otro como
generador de su propio conocimiento.
Saez, Ciudad, y Puentes (2015), afirman que para garantizar un proceso de
formación que se desarrolle de forma continua es necesario tener en cuenta los
componentes inductores o afectivos, gnoseológica o de programación y el
componente ejecutor o teórico el cual es fundamental si se es acompañado por
un subconjunto de métodos teóricos principales como lo son: método de
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análisis y síntesis, método inductivo-deductivo, modelación, análisis
documental, criterio de experto, experimentación pedagógica, observación
científica, análisis del producto y encuesta de satisfacción para comprobar un
proceso de aprendizaje por parte del estudiante. El estudiante ve la
implementación de un algoritmo como un conjunto de múltiples etapas en la
solución de un problema.
Sistemas basados en OA
El concepto de los objetos de aprendizaje (Learning Objects), nació en el
periodo comprendido entre el año 1992 y 1996 y junto a este concepto distintos
grupos como IEEE, IMS, ADRIANE etc…
Una descripción clara acerca de los OAs está orientada a la posición del
aprendizaje naturalmente propio, por lo que puede ser encontrada en
(Kovalchick & Dawson, 2004), al definir que este concepto no es más que “un
medio digital que pueda ser utilizado múltiples veces, para darle apoyo a la
educación”
Los OA (Objetos de aprendizaje), son generalmente materiales educativos
diseñados y creados, con el propósito de aumentar el número de ocasiones de
aprendizaje en la cuales puedan ser utilizados (Hurtado Camona, 2009).
Los Objetos de Aprendizaje, en todo el mundo permiten que cualquier profesor
o estudiante pueda tener a su alcance, cualquier material publicado en los
diferentes repositorios de Objetos de Aprendizaje (LOR - Learning Object
Repository) (MEN, 2004).
Para Santiago (2016), la obsolescencia presentada en el sector educativo, esta
férreamente consolidada en la experiencia de los docentes tan afectos al
rechazo al cambio y ajenos a la innovación científica de la disciplina, la
pedagogía y la didáctica.
Para Arsham (2002), cualquier recurso digital que puede ser usado como un
como un elemento de apoyo en una experiencia de aprendizaje en
consonancia con lo expuesto por el LTSC es un objeto de aprendizaje.
Los objetos de aprendizaje presentan una alternativa para mejorar el
aprendizaje mediante las herramientas tecnológicas, con fundamento en la
construcción de objetos que puedan ser reutilizados en diversos contextos y
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con la capacidad de ser fácilmente distribuidos en los sistemas orientados a la
web (Wiley, 2003).
Por otra parte, Hurtado (2014), propone una alternativa de solución, el cual
consiste en mejorar el entendimiento además de los procesos de construcción
de conocimiento y compresión de estructuras algorítmica, estaría en la creación
de herramientas basadas en objetos de aprendizaje. También afirma que los
objetos de aprendizajes no han alcanzado aún su estado de madurez y a su
vez componen una excelente opción para renovar los procesos de aprendizaje
mediante instrumentos tecnológicos.
Olmos, Morales, Rojas, y Fernandez (2010), plantea que los objetos de
aprendizaje pueden ser interactivos y diseñados bajo un enfoque basado en
competencias y orientados a la resolución de problemas. Además, pueden
enseñar al alumno a seguir un proceso de pensamiento algorítmico por medio
del cual se está constantemente en actividades de autoevaluación, haciendo lo
consiente de su propio aprendizaje.
Metodología
Este marco está definido dentro del tipo de investigación experimental en la
que se realizara un desarrollo tecnológico compuesto de una plataforma web
de objetos de aprendizaje, en donde se intenta dar solución a la falencia
presentada por los estudiantes en las áreas de ingeniería en el aprendizaje de
los algoritmos como método de solución de problemas. El método de
investigación es deductivo puesto que se desarrolla una aplicación en base a
las necesidades de solución.
Este tipo de desarrollo toma como marco referencial el esquema de un texto,
en donde se sigue un ciclo de presentación basado en OA como los so, los
conceptos y contenidos, formulación de preguntas, áreas de colaboración de
documentos estudiantil, cuestionarios, foros colaborativos por unidad, web
grafía, ejemplos de lenguaje, herramientas multimedia, y un compilador
JavaScript para la realización de los laboratorios.
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Marco de enseñanza de OLIA
Figura 1. Esquema del marco de enseñanza OLIA
El marco de trabajo OLIA está definido por medio de una estructura de capa
conformada en 4 partes: Capa docente, Capa de OVAs, Capa de metodología,
Capa Instruccional como se muestra en la Figura 1.
• Capa docente: Está conformada por el docente, especialista en la
materia impartida en modalidad virtual, que toma una participación de
tipo mediador o dinamizador que favorece el entendimiento de la capa
Instruccional a través de la capa de metodología y la capa de OVAs.
• Capa Instruccional o de Fundamentación: La capa Instruccional está
compuesta por las fundamentaciones teóricas, que son pilares que el
estudiante debe tener, para poder alcanzar las competencias de los
algoritmos.
• Capa Metodología: es la encargada de guiar al estudiante en la solución
de problemas asociados a los fundamentos teóricos de la capa
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Instruccional. Esta está dividida en 4 fases: problema, análisis, diseño y
codificación.
o Problema: Esta fase está compuesta para la definición clara y
precisa del problema o cuestión.
o Análisis: Esta fase está compuesta por la comprensión de la fase
anterior, en la que se deben definir los datos de inicio o entrada,
procesos o formular para procesar los datos, la información
esperada de la elaboración o de salida.
o Diseño: definir una serie de pasos organizados para describir el
proceso que se debe seguir para solucionar un problema teniendo
en cuenta, variantes que se presentan, el punto de partida,
tamaño, tiempo de ejecución.
o Codificación: En esta fase se escribe la solución del problema, en
una serie de instrucciones detalladas en el lenguaje definido.
• Capa OVAs: Esta capa está compuesta por los objetos virtuales de
aprendizaje que atreves de recursos tecnológicos para alcanzar las
competencias definidas en la capa Instruccional. Esta capa toma como
fundamento teórico Las OVAs son: Lecciones, cuestionarios, guías,
foros, talleres, webgrafía, multimedia, almacenaje colaborativo.
Resultados
Dentro de los resultados de este artículo, el marco (ambiente) de este proyecto
está compuesto por 2 componentes, el marco de enseñanza OLIA expuesto
anteriormente y el núcleo principal del sistema, el software PCLIA. El núcleo
principal del sistema es utilizado, a través de dispositivos del Internet de las
Cosas en manos de los usuarios, quienes, con fines académicos, interactúan
con una serie de elementos pedagógicos que a su vez le ayuden a alcanzar los
conocimientos en los algoritmos a través de los objetos de aprendizaje. El
marco de enseñanza OLIA es la parte más importante del marco educativo, el
cual se encuentra aplicado en el software web, puesto que es en donde se
realizan las interacciones de las 4 capa del marco de enseñanza, además de
realizar la actualización y gestión de contenidos educativos de la aplicación,
como se muestra.
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El software web-móvil está compuesto por un menú principal Figura2.
Figura 2. Menú principal web-móvil
El menú principal está conformado por seis enlaces: Cursos, Lecciones,
Cuestionario, Talleres, Foros Recursos académicos Figura 3.
Figura 3. Menú Principal web
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Creación de Cursos
Cuando el administrador ha creado el curso, y el docente ha sido asignado al
curso, este puede ingresar la descripción del curso, además puede agregar
lecciones, cuestionarios, talleres y foros colaborativos para que los estudiantes
interactúen como se muestra en la Figura4.
Figura 4. Detalle de curso
En lecciones el instructor puede definir la categoría de la lección y la cantidad
de temas que contiene esa lección como se muestra en la Figura 5
Figura 5. Creación de una lección
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El docente elige la lección y puede ver la cantidad de unidades que esta tiene,
además puede ingresar a la unidad, y asignarle un nombre, una descripción,
ejemplos y videos como se muestra en la Figura 7 y Figura 8.
Figura 7. Detalle de una lección
Figura 8. Creación de una Unidad de Estudio
El docente también puede crear los cuestionarios, listar los cuestionarios
creados, crear las preguntas y elegir las preguntas del banco de preguntas, de
cuestionarios pasados como se muestra en la Figura7.
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Figura 7. Modulo Cuestionario
También el instructor puede agregar talleres a las unidades de estudio que se
han creado en las lecciones de un curso como se muestra en la Figura 8.
Figura 8. Módulo de Talleres
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Conclusión
Cuantiosas han sido los aportes realizados por los autores en el tejido
bibliográfico, acerca de la utilización de los objetos de aprendizaje como medio
para la enseñanza y las metodologías utilizadas para la enseñanza de los
algoritmos. Por lo que se puede concluir que el marco de enseñanza OLIA es la
metodología más completa, para la enseñanza en la introducción de los
algoritmos. En cuanto a la aplicabilidad de OLIA, se realizo la plataforma web
PCALIA con cada uno de los aspectos importantes dentro de un sistema
basado en OAs con el propósito de que el estudiante interactuara con esta
metodología y mejorara el proceso enseñanza aprendizaje.
El software implementado solamente se hizo para propósitos académico con el
fin de facilitar el aprendizaje en la enseñanza de los algoritmos a estudiantes
de ingenierías y oficios a fines. En caso de utilizar esta aplicación para los
propósitos de producción, se debe tener en cuenta que todavía faltan unidades
por desarrollar. Además, se debe tener en consideración los problemas de
seguridad.
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