1.3. Áreas de desarrollo de los sistemas adaptativos de Educación
1.4. Accesibilidad en los Sistemas de Educación
1.5. Inteligencia Artificial en los Sistemas Adaptativos de Educación
2. Técnicas
2.1. Introducción: Componentes básicos de los sistemas adaptativos de Educación
2.2. Modelado de usuario en los sistemas adaptativos de educación: Modelado del estudiante
2.2.1. Introducción y Requisitos
2.2.2. Tipo de modelos de estudiante
2.2.3. Tareas y técnicas de diagnóstico en el modelado del estudiante
2.2.4. Actualización del modelo del estudiante
2.3. Modelado de contenidos en los sistemas adaptativos de educación
2.3.1. Tipos de modelos de contenido
2.3.2. Actualización de contenidos
2.3.3. Accesibilidad de contenidos
2.4. Modelado pedagógico en los sistemas adaptativos de educación
2.4.1. Introducción
2.4.2. Diseño instruccional
2.4.3. Estándares
2.4.4. Ventajas y limitaciones del diseño instruccional
2.4.5. Atención a las necesidades especiales
2.5. Adaptación en los sistemas adaptativos de educación
2.5.1. Introducción
2.5.2. Tareas de adaptación: alumno y profesor
2.5.3. Evaluación de sistemas adaptativos de educación (evaluación de la accesibilidad)
3. Aplicaciones
3.1. Introducción
3.2. STI
3.3. LMS
3.4. CSCW y CSCL
3.5. Sistemas de búsqueda de información (librerías digitales, sistemas de recuperación de información,...), Sistemas recomendadores y cualquiera área que se considere de especial interés en cada momento
3.6. Herramientas
Objetivos por tema y orientaciones breves
Tema 1. Fundamentos
Objetivos:
Este capítulo sirve de introducción y motivación al resto del temario y, por ello, los temas concretos que se explicarán más adelante son el resultado de las motivaciones y las limitaciones expuestas en este tema. En el mismo también se establecen las bases del resto del temario y, por tanto, tiene relaciones con casi todos los temas. Por ejemplo, el modelado de usuario en los SAE se profundiza en el apartado 2.2 y los interfaces adaptativos y la evaluación en el apartado 2.5. El propio título de los apartados, "Inteligencia Artificial en los SAE" es una muestra del carácter genérico y de asentamiento de los principios básicos en los que se apoya la asignatura.
Este primer tema comienza introduciendo los objetivos de los SAE y la problemática que éstos intentan resolver. Se continúa presentando una revisión histórica en la que se destacan los problemas encontrados en las aplicaciones realizadas. Para ello se analizan los fundamentos en los que se basaban dichos sistemas. A continuación se ofrece una visión más actual en la que se analiza tanto la naturaleza del conocimiento como la del propio proceso de aprendizaje.
En lo referido al apartado de fundamentos se analizan los componentes que constituyen la estructura básica de un SIEA. Se insiste en la importancia de la representación del conocimiento del dominio y en la esencia del funcionamiento de estos sistemas: el modelado del conocimiento de la instrucción, concretado en el modelo pedagógico, y el modelado del proceso de aprendizaje del alumno, asociado al resto de la información de interés en el correspondiente modelo del alumno.
En cuanto a las áreas de desarrollo, se distinguen las siguientes: sistemas tutoriales inteligentes (STIs), entornos de aprendizaje interactivos y micromundos, hipermedia y desarrollo de los SAE en web, aprendizaje colaborativo e introducción a los SAE actuales.
En cuanto a la accesibilidad se introducen los principios básicos que garantizan que el desarrollo de un SAE sea accesible. Se parte de la idea de que si se tienen en cuenta ciertos criterios de accesibilidad a la hora de diseñar un SAE el coste que supone no es mucho mayor del que sería si no se tiene en cuenta dichos criterios, e infinitamente mucho menos si más adelante hubiera que mejorar el sistema para hacerlo accesible.
Por otro lado, en el apartado dedicado a la introducción de los principios de IA aplicados a los SAE, se parte del concepto de memoria y aprendizaje, se continúa presentando una serie de paradigmas de desarrollo de aplicaciones asociadas a las distintas etapas que configuran el proceso natural de aprendizaje. Con ello se ofrece una visión global y práctica de los sistemas y del propio proceso.
Estos objetivos se concretan de la siguiente forma:
O.1.1: Comprender la problemática y distinguir los aspectos fundamentales de las áreas de desarrollo relacionadas con los SAE
O.1.2: Saber los fundamentos de los SAE, distinguiendo sus componentes y la esencia de su funcionamiento.
O.1.3: Conocer los principios del diseño accesible en los SAE, reconocer la legislación vigente y saber aplicar las guías existentes para la web accesible
O.1.4: Distinguir los principios y herramientas de la IA aplicados a los SAE
Dada la naturaleza introductoria de este tema las actividades de aprendizaje serán fundamentalmente de lectura de artículos, acceso a repositorios web relacionados y entrega de resúmenes y análisis críticos sobre los contenidos estudiados.
Tema 2. Técnicas
Objetivos:
En este capítulo se explican los distintos métodos de desarrollo de los SAE. El objetivo básico del mismo es saber distinguir las técnicas más adecuadas para alcanzar los distintos objetivos propuestos, siendo capaz de resolver los problemas planteados para la construcción de cada uno de los componentes implicados.
En concreto, dada la arquitectura modular de un SAE, en la que se pueden distinguir una serie de componentes básicos, el primer objetivo del capítulo es saber identificar cada uno de estos componentes. Se trata de saber describir cada componente, sus objetivos, elementos que lo forman, su alcance y complejidad.
El primer componente destacado de un SAE es el modelo del usuario. En el mismo se define el perfil, los objetivos, necesidades, condicionantes de interacción (incluyendo los relativos a la accesibilidad), preferencias, contexto... relativos al usuario. Es el auténtico motor de los procesos de adaptación requeridos. Las distintas técnicas utilizadas han dado lugar a una tipología de modelos y el estudiante deberá distinguirlos, llegando a saber desarrollar dichos modelos.
El proceso de modelado se realiza a través del diagnóstico y el estudiante deberá conocer los distintos métodos para su realización, además de saber aplicarlos en situaciones reales. Igualmente deberá reconocerse la actual tendencia a la estandarización de los perfiles de usuario, incluyendo en los mimos cuestiones de accesibilidad. Se espera, por tanto, que el alumno reconozca los estándares existentes para su definición y las técnicas de representación e inferencia que permiten su desarrollo.
El estudiante deberá saber contrastar las diferencias que existen en el desarrollo de los modelos individuales frente a los requeridos para entornos colaborativos. Se deberá saber responder a preguntas del modelo del usuario tales como: ¿qué tipos de modelos de usuario existen?, ¿qué características se consideran en dichos modelos?, ¿cómo pueden utilizarse modelos multi-usuarios para mejorar la colaboración?, ¿qué características diferencian los modelos en escenarios colaborativos?, ¿cómo pueden combinarse dinámicamente modelos de usuario para obtener la descripción de un grupo?, ¿qué indicadores son los más adecuados?...
El modelo de los contenidos es esencial y ha condicionado tradicionalmente el desarrollo de los SAE. Bajo el mismo no sólo se considera la información y los datos existentes sino también el conocimiento relativo a los mismos. El estudiante debe distinguir los distintos tipos de conocimiento del dominio, tanto el compilado como el articulado, reconociendo y sabiendo utilizar las técnicas de representación e inferencia asociadas.
Hoy en día se considera que la descripción de los contenidos debe estandarizarse de manera que éstos puedan reutilizarse y combinarse de forma interactiva e independiente de la plataforma que los utilice. El estudiante deberá reconocer y saber utilizar los principales estándares para su representación, así como las técnicas más adecuadas para su manipulación, de nuevo considerando como un caso destacado las condiciones de accesibilidad asociadas, incluyendo los métodos para garantizarlas.
El modelo pedagógico reúne todas las actividades pedagógicas que tengan un efecto sobre el estudiante. En este tema se deberá conocer y saber utilizar las distintas técnicas para su desarrollo. Igualmente se espera que se sepan distinguir los componentes que determinan la aplicación del modelo pedagógico.
Las operaciones didácticas se suelen organizar en forma de planes o de diseños instruccionales con las actividades previstas y las acciones pedagógicas oportunas. Se espera saber diferenciar los elementos que forman parte de dichos planes y diseños. Deberán conocerse y saber aplicarlos los distintos métodos de elaboración de estas operaciones, con una especial incidencia en este caso en los estándares disponibles para su desarrollo, sabiendo distinguir las ventajas y limitaciones de cada uno de éstos.
La adaptación es el objetivo clave de los SAE y deberán diferenciarse las características que definen un proceso adaptativo, tanto desde el punto de vista conceptual como operacional y de implementación. El estudiante tendrá que diferenciar las distintas técnicas existentes y el tipo de modelo de usuario que produce cada una, sabiendo explicar sus diferencias y las ventajas relativas entre ellas. En concreto, dentro de las tareas y técnicas de adaptación se realizará un estudio más detallado del campo del modelado automático del usuario mediante técnicas de aprendizaje automático, distinguiendo los requisitos exigidos para su aplicación. Se supone en este caso que se sabrán aplicar las técnicas estudiadas en la asignatura de "métodos de aprendizaje" y se analizará la problemática de su uso y la repercusión sobre el desarrollo y evaluación de los SAE.
La web y por consiguiente la hipermedia adaptativa se ha convertido en el medio natural de desarrollo de los SAE actuales. Se deberán conocer la clasificación de los sistemas de hipermedia adaptativa, las áreas de aplicación, las características del usuario a las que se adaptan, los objetivos de la adaptación y los métodos y técnicas de adaptación. Adicionalmente deberán conocerse, las herramientas de autor existentes para el desarrollo de estos sistemas, sabiendo utilizar algunas de éstas en casos prácticos.
Un aspecto esencial a la adaptación es la capacidad de medida y como tal deberá estudiarse en profundidad la evaluación de los sistemas adaptativos. En este tema el alumno deberá saber gestionar los procesos de evaluación empírica de estos sistemas, distinguiendo la problemática asociada y los métodos de evaluación existentes.
Por tanto, los objetivos concretos de este tema son los siguientes:
O.2.1: Saber identificar y describir cada uno de los componentes de un SAE, sus objetivos, elementos que lo forman, su alcance y complejidad.
O.2.2: Reconocer, definir y saber programar modelos de usuario según su distinta tipología, objetivos, características?
O.2.3: Conocer las diferencias entre modelos de usuario y de grupo en entornos colaborativos, distinguiendo los características y los métodos de generación de estos últimos de acuerdo a los objetivos establecidos.
O.2.4: Reconocer las características que se centran en la accesibilidad de los modelos de usuario, sabiendo identificar las mismas en los perfiles definidos por los estándares disponibles.
O.2.5: Conocer y saber aplicar los métodos de representación e inferencia del modelo de contenidos, incluyendo los estándares disponibles y en particular los utilizados para el diseño instruccional.
O.2.6: Distinguir, saber aplicar y verificar con las herramientas automáticas disponibles, las guías de accesibilidad para el desarrollo de contenidos accesibles en la web.
O.2.7: Saber definir, desarrollar y utilizar los modelos pedagógicos en los SAE, reconociendo su papel en el proceso de modelado y de guía del proceso de interacción.
O.2.8: Saber especificar y desarrollar plantillas instruccionales para el desarrollo del modelo pedagógico de los SAE en los estándares disponibles.
O.2.9: Distinguir la problemática asociada a la evaluación de los SAE, sabiendo gestionar los procesos de evaluación empírica de estos sistemas y siendo capaz de describir y utilizar los métodos de evaluación existentes.
Tema 3. Aplicaciones
Objetivos:
Con el fin de clarificar los componentes y el funcionamiento de los SAE en situaciones reales se llevará a cabo una revisión de los sistemas existentes o en desarrollo, y el estudiante deberá ser capaz de analizar y describir dichas aplicaciones atendiendo a los siguientes criterios: características del usuario a las que se adaptan, objetivos de la adaptación y métodos y técnicas de adaptación aplicados.
Se analizarán los distintos campos de aplicación más significativos, y el estudiante deberá comprender la aplicación de las técnicas estudiadas en las siguientes áreas: ITS, sistemas de gestión del aprendizaje (LMS), aprendizaje colaborativo en la web (CSCW) y de una forma más general fuera de ésta (CSCL), y sistemas de búsqueda de información (librerías digitales, sistemas de recuperación de información,...), sistemas recomendadores y cualquier área que se considere de especial interés en cada momento.
Finalmente se espera que el alumno pueda manejar las distintas herramientas disponibles para las tareas asociadas al desarrollo de los sistemas adaptativos: herramientas de autor, seguimiento, evaluación, diseño instruccional, modelado y aprendizaje automático, etc.
Los objetivos del tema son los siguientes:
O.3.1: Reconocer y saber aplicar los criterios de clasificación propuestos en los SAE desarrollados en las distintas áreas de aplicación
O.3.2: Distinguir la aplicación de las técnicas estudiadas en las distintas áreas de desarrollo de los SAE y saber resolver problemas prácticos asociados a su uso.
O.3.3: Conocer y saber utilizar las herramientas disponibles para las distintas tareas asociadas al desarrollo de los SAE.
NOTA: Los contenidos de este tema se estudiarán al realizar las actividades de naturaleza teórico-práctica del tema anterior y a través del desarrollo del proyecto final de la asignatura.
Tema 4. Proyecto final
Objetivos:
Adicionalmente se espera que el alumno sea evaluado por la realización de un proyecto final de la asignatura en el que deberán cubrirse una serie de objetivos.
Deberá realizarse una descripción clara de lo que se ha hecho, pasando desde una descripción de alto nivel hasta los detalles. No es necesario describir, en el caso de los desarrollos, las funciones una por una, basta con una descripción por módulos/clases genérica. Si se desea añadir el código al trabajo realizado, éste debe introducirse como apéndice (comentado si es posible).
Para los proyectos de carácter práctico el estudiante deberá seguir una estructura de desarrollo que considere los siguientes apartados: arquitectura de la aplicación (módulos de los que consta), modelo de conocimiento de la aplicación (equivalente a un diagrama de clases), descripción a alto nivel de cada módulo (funcionalidad, E/S, etc.), manual de usuario, manual de referencia (para facilitar el desarrollo y ampliación del trabajo).
Para los proyectos que consideren además aportaciones teóricas se deberán considerar los siguientes epígrafes: incluir al principio del trabajo un resumen que describa clara y brevemente las aportaciones realizadas y que justifique su validez considerando el estado del arte y para cada una de las aportaciones realizadas deberá indicarse: estado del arte relacionado, fuentes de información y de bibliografía utilizadas, limitaciones o mejoras observadas en las que se apoya la aportación, concreción de la aportación, trabajos futuros en base al estudio realizado.
Los objetivos generales que deben quedar recogidos en el proyecto son los siguientes:
O.4.1: Describir de forma clara el trabajo realizado, pasando desde una descripción de alto nivel hasta los detalles.
O.4.2: En los desarrollos debe ser capaz de especificar el trabajo realizado siguiendo la estructura propuesta y en especial se valorará la documentación y el manual de referencia incluidos.
O.4.3: En los proyectos en que haya una aportación teórica deberán concretarse, de acuerdo a la estructura propuesta, los detalles de las aportaciones realizadas frente al estado del arte correspondiente.
