2012 06 19 (upm) emadrid iortiz ucm aplicacion tecnicas ingenieria lenguaje modelado educativo

1. Aplicación de Técnicas de Ingeniería
de Lenguajes al Campo del Modelado
Educativo
Iván Martínez Ortiz
Bajo la dirección de los Doctores:
Baltasar Fernández Manjón y José Luis Sierra Rodríguez
III Jornadas eMadrid Iván Martínez Ortiz
Madrid, 18-19/6/2012
imartinez@fdi.ucm.es

2. Modelado Educativo
 El modelado educativo tiene como objetivo hacer
Contenidos
Introducción
explícito el proceso de enseñanza que lleva a cabo un
Motivación y
profesor
objetivos
 El resultado de este proceso se denomina diseño
Desarrollo educativo.
del trabajo
 No existe un consenso generalizado acerca de cómo
Caso de estudio
documentar un diseño educativo
Conclusiones y
Trabajo Futuro
 Las diferentes aproximaciones se pueden clasificar en
 Diseños informales
 Descripción en lenguaje natural.
 Diseños estructurados en base a plantillas
 Contienen un conjunto de aspectos genéricos.
 Pueden darse pautas que se incluyen en una guía de uso que
acompaña la plantilla
 Diseños formalizados mediante un Lenguaje de Modelado
Educativo (EML)
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3. Lenguajes de Modelado Educativo
Contenidos
 Los EMLs permiten "formalizar/describir con detalle"
el proceso (completo o en parte) de
Introducción
Motivación y enseñanza/aprendizaje.
objetivos
 E.j. Diseño de un curso, de una actividad de un curso…
Desarrollo
del trabajo
 Los EMLs proporcionan
Caso de estudio
 Una sintaxis que clarifica qué se puede describir y
Conclusiones y
Trabajo Futuro  Una semántica que determina el significado de las
construcciones del lenguaje
 Ventajas de los diseños educativos formalizados con
EMLs
 Pueden ser procesados por una herramienta informática
 Se facilita el intercambio de diseños educativos al
utilizarse una notación consistente
 Vocabulario común entre personal técnico y educadores.
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4. Clasificación de los EMLs
Contenidos
 Hasta la fecha el interés de la comunidad educativa e
investigadora ha promovido la aparición de numerosos
Introducción
Motivación y EMLs
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
 En base a la generalidad de los EMLs, estos pueden
Conclusiones y
clasificarse en las siguientes categorías
Trabajo Futuro
 Lenguajes de propósito específico
 Lenguajes de estructuración de objetos de aprendizaje
(LO)
 Lenguajes basados en actividades
 Existen iniciativas de EML tanto con carácter
estándar como específicas
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5. Lenguajes de Modelado Educativo
Contenidos
 Limitaciones
Introducción
 El uso de los EMLs no es inmediato.
Motivación y
objetivos
 Los diseños educativos son más costosos de crear
 Habitualmente es necesario describir con mayor detalle la
Desarrollo
del trabajo estrategia de enseñanza
Caso de estudio
 El éxito del EML está relacionado con
Conclusiones y
Trabajo Futuro
 La expresividad del propio lenguaje
 El soporte tecnológico que ofrezca
 Herramientas de autoría que faciliten su uso
 Soporte de ejecución en los LMS
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6. Ingeniería de Lenguajes y Lenguajes Específicos de Dominio
Contenidos
 Lenguajes Específicos de Dominio (DSLs)
Introducción
 Lenguajes de especificación.
Motivación y
objetivos
 Expresividad restringida para resolver problemas de un
dominio concreto.
Desarrollo
del trabajo  Habitualmente declarativos.
Caso de estudio
 Orientados a los usuarios finales.
Conclusiones y
 Larga tradición en informática
Trabajo Futuro
 Ingeniería de Lenguajes Software (SLE)
 Centra el desarrollo de las aplicaciones software en torno
a la definición, implementación y uso de DSLs.
 Las herramientas se pueden generar a partir de la
definición del DSL de manera automática.
 Tiene como objetivo facilitar el desarrollo y
mantenimiento de los DSLs y sus herramientas.
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7. Motivación de la Tesis
Contenidos
 Pese al potencial de los EMLs su aplicabilidad es
limitada
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo  La idea original de EML es interesante
Caso de estudio
 Los diseños educativos son procesables automáticamente
Conclusiones y
 Vocabulario común entre personal técnico y personal
Trabajo Futuro
docente
 Permite a los profesores "programar" y particularizar los
LMS desde el punto de vista educativo.
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8. La propuesta <e-LD>
Contenidos
 (O1) Facilitar la adopción de los EMLs
Introducción
 (A1.1) Crear EMLs específicos para autoría cercanos a la
Motivación y notación y vocabulario de los profesores
objetivos
 (A1.2) Integrar a los profesores en el proceso de creación
y mantenimiento de EMLs específicos de autoría
Desarrollo
del trabajo
 (A1.3) Promover el uso de notaciones visuales para los
EMLs de autoría
Caso de estudio
Conclusiones y
 (O2) Fomentar la reutilización de diseños educativos
Trabajo Futuro
existentes
 (A2.1) Considerar conjuntamente los procesos de autoría
y reutilización en el diseño e implementación de las
herramientas de soporte del EML
 (A2.2) Proporcionar herramientas de análisis de diseños
educativos existentes como parte de las herramientas de
autoría del EML.
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9. (A1.1) Crear EMLs específicos para la autoría
Contenidos
 Para simplificar el proceso de autoría es necesario
elevar el nivel de abstracción
Introducción
Motivación y
objetivos  EMLs de autoría
Desarrollo
del trabajo
 DSLs cercanos a la notación y vocabulario que utilizan los
profesores para describir su proceso de
Caso de estudio enseñanza/aprendizaje
Conclusiones y  Expresividad limitada y adaptada a las necesidades
Trabajo Futuro
específicas de una comunidad de profesores concreta
 Centrados en la parte educativa simplificando al máximo
los detalles técnicos
 Evolucionan según las necesidades de los profesores
 EMLs de intercambio
 EML utilizado a modo de "lenguaje máquina“
 Evolucionan según las necesidades tecnológicas.
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10. (A1.2) Integrar a los profesores en el proceso de creación y mantenimiento
de EMLs de autoría
Contenidos
 <e-LD> propone un modelo de proceso colaborativo
que integre a los profesores y desarrolladores durante
Introducción
Motivación y la creación y mantenimiento de los EMLs de autoría
objetivos
Authoring
Desarrollo EML
del trabajo
Design of Tools
Caso de estudio Authoring EML Provisioning instructors
Design of Conceptualize
Conclusiones y Describe the and formalize
Trabajo Futuro UoL Authoring EML
domain the model
UoL
Assess Tools Build the
importation
Provisioning tools
Authoring
Importer
Tools
UoL in authoring EML Problems' report UoL
Import Assess
importation
Refactors Assess
Refactoring
process
Refactoring
process
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Developers
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11. (A1.3) Promover el uso de notaciones visuales
Contenidos
 El EML de autoría puede tener varias notaciones
Introducción
 Ej: textual, gráfica, XML
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
 La aproximación <e-LD> promueve el uso de
Caso de estudio
notaciones gráficas
Conclusiones y  Sirven tanto para diseñar como para documentar.
Reducen la dificultad de creación de diseños complejos
Trabajo Futuro

 Son particularmente útiles en el proceso de reutilización
 Experiencias positivas con notaciones gráficas como
LAMS y en otros dominios
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12. (A2.1) Considerar conjuntamente los procesos de autoría y reutilización
Contenidos
 En la propuesta <e-LD> se aborda la reutilización
desde los siguientes frentes
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo  Integrando la reutilización en la autoría (A1.2)
Caso de estudio
 Facilitando la documentación de los diseños (A1.3)
Conclusiones y
Trabajo Futuro
 Compatibilidad con EMLs estándar
 Exportación
 Traducción de EML de autoría a EML de intercambio
(estándar)
 Importación
 Traducción del EML de intercambio al EML de autoría
 Problemática, debido a diferencias estructurales,
semánticas y de expresividad entre EMLs de autoría e
intercambio
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13. (A2.2) Herramientas para el análisis de diseños educativos existentes
Contenidos
 Como paso previo a la reutilización es necesario
comprender el diseño educativo a reutilizar
Introducción
Motivación y
objetivos  En <e-LD> se proponen
Desarrollo
del trabajo  Vistas hipertextuales que permitan
Caso de estudio
 Navegar entre los diferentes componentes relacionados
Conclusiones y
del diseño educativo.
Trabajo Futuro
 Obtener una visión de la organización global del diseño
educativo con varios niveles de detalle.
 Vistas específicas para analizar elementos complejos de
los diseños educativos.
 Análisis de interdependencias entre los elementos del
diseño.
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14. Caso de estudio
Contenidos
 Aunque el enfoque es general y aplicable a otros EMLs,
se ha utilizado IMS-LD como caso de estudio.
Introducción
Motivación y
objetivos  IMS LD destaca entre las propuestas de EMLs por
Desarrollo
del trabajo
 Su versatilidad
 Propuesta de carácter estándar.
Caso de estudio
 Numerosos proyectos y grupos de investigación trabajan
Conclusiones y
Trabajo Futuro
con esta especificación.
 IMS-LD está estructurado en capas para hacerlo más
manejable
 Nivel A  Núcleo y elementos básicos del lenguaje
 Nivel B  Elementos de personalización
 Nivel C  Notificación y aumenta las características de
personalización
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15. Limitaciones de IMS-LD
Contenidos
 Complejidad de la especificación
Introducción
 Alta expresividad debido al nivel B.
Motivación y
objetivos
 Incluye elementos técnicos y de bajo nivel no relacionados
con el proceso de enseñanza.
Desarrollo
del trabajo  La notación XML es compleja de utilizar
Caso de estudio
 Inexactitud e incoherencias en la especificación
Conclusiones y
Trabajo Futuro  Falta de una definición formal de la semántica del
lenguaje
 Falta de herramientas usables para crear diseños
educativos con IMS-LD
 Esfuerzos como ProlixGLM, ReCourse intentan mitigar
este problema.
 <e-LD> Author permite crear y analizar diseños
educativos compatibles con IMS-LD A y B.
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16. Notación visual del EML de autoría en <e-LD> Author
Act 1 Play1
Contenidos – –
Learning Activity1 Support Activity1 Learning Design1
Introducción –
Motivación y Sequence1 Choice1
– –
objetivos –
–
Desarrollo –
del trabajo
– –
Support Activity1
Caso de estudio Role Part1
Student –
Conclusiones y
Secondary course objective
Trabajo Futuro
If3
– Primary course objective
–
If Else Teacher
If4 Learner
– Staff
First module objective Second module objective
If
Student
Teacher
–
– Obj 1 Obj 2 Obj 3 Obj 4
Advanced student
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17. Autoría <e-LD> Learning to listen Jazz (revisado)
Contenidos
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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18. Autoría <e-LD> Author: Learning to listen Jazz (revisado)
Contenidos
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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19. Notación visual frente al equivalente en notación XML
<imsld:components>
<imsld:activities>
<imsld:learning-activity identifier="A1">
Contenidos <imsld:title>Activity 1</imsld:title>
</imsld:learning-activity>
Introducción <imsld:learning-activity identifier="A2"
Student isvisible="false">
– <imsld:title>Activity 2</imsld:title>
Motivación y </imsld:learning-activity>
objetivos Sequence1 <imsld:activity-structure identifier="AS1"
–
structure-type="selection">
Desarrollo
Extracto de la notación <imsld:learning-activity-ref ref="A1"/>
<imsld:title>Sequence1</imsld:title>
del trabajo
Activity1 IMS-LD equivalente <imsld:learning-activity-ref ref="A2"/>
</imsld:activity-structure>
Caso de estudio <-- ... -->
If1 </imsld:activities>
Conclusiones y – <-- ... -->
Trabajo Futuro </imsld:components>
If <-- ... -->
<imsld:role-part>
<imsld:role-ref ref="student"/>
<imsld:activity-structure-ref ref="AS1"/>
Activity 2
</imsld:role-part>
<-- ... -->
– <imsld:conditions>
<imsld:if>
– <-- exp goes here-->
– </imsld:if>
<imsld:then>
<imsld:show>
<imsld:learning-activity-ref ref="A2"/>
</imsld:show>
</imsld:then>
<-- ... -->
</imsld:conditions>
<-- ... -->
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20. <e-LD> Author: Análisis (GeoQuiz)
Contenidos
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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21. <e-LD> Author: Análisis de las dependencias en GeoQuiz
Contenidos
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
Elementos play, act, role-part,
Condiciones Propiedades
globales activity
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22. <e-LD> Author: Análisis (Resumen de la UoL)
Contenidos
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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23. <e-LD> Author: Análisis (Análisis del method)
Contenidos
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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24. Conclusiones
Contenidos
 Los EMLs son un tipo particular de DSL
Introducción
Motivación y
 La adopción de los EMLs se simplifica y fomenta
objetivos
 Acercando la terminología de los EMLs a la notación y
Desarrollo terminología utilizada por los profesores
del trabajo
 Proporcionando notaciones fáciles de usar
Caso de estudio
 Proporcionando herramientas fáciles de usar
Conclusiones y
Trabajo Futuro
 La reutilización de diseños educativos existentes es
posible
 Proporcionando herramientas de análisis
 Manteniendo la compatibilidad con estándares
 La SLE facilita el proceso de creación de EMLs y sus
herramientas asociadas.
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25. Líneas de Trabajo Futuro
Contenidos
 Aplicación de las ideas de la propuesta <e-LD> a las
simulaciones y juegos educativos
Introducción
Motivación y
objetivos  <e-LD> Author
Desarrollo
del trabajo
 Mejorar la usabilidad
 Añadir soporte para IMS-LD nivel C
Caso de estudio
 Completar y convertir en producto
Conclusiones y
 Aproximación <e-LD>
Trabajo Futuro
 Mejorar el proceso de importación y reingeniería
 Creación de un DSL-Toolkit para EMLs
 Creación de un motor de ejecución de IMS-LD basado
en tecnologías de procesos de negocio
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26. Autoría de videojuegos educativos
Contenidos
 WEEV: Writing Environment for Educational
Videogames (Entorno de escritura de videojuegos
Introducción
Motivación y educativos)
objetivos
 Desarrollo de juegos centrado en la historia/narrativa.
Desarrollo
del trabajo  Basada en la experiencia del EML que utiliza eAdventure
Caso de estudio
 Motivado por la problemática de crear/reutilizar
videojuegos de cierto tamaño.
Conclusiones y
Trabajo Futuro
 Doctorando Eugenio Jorge Marchiori
 Tesis codirigida con Baltasar Fernández Manjón, en
proceso de depósito.
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27. Enfoque WEEV
Contenidos
 Los pilares de WEEV son
Introducción
 Creación de videojuegos basados en hacer explícito el flujo
Motivación y de la narrativa del mismo.
objetivos
 Utilización de una notación visual para
documentar/crear el flujo de la narrativa del videojuego.
Desarrollo
del trabajo
 Transformación de la notación visual en la notación de
más bajo nivel que interpreta el motor de eAdventure
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
 Evolución del enfoque
 De un asistente a un entorno de edición
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28. Lenguaje visual WEEV (1)
Contenidos
 Representación visual explícita de la historia
Introducción
 Otras opciones: representación implícita, representación
Motivación y textual explícita
objetivos
Desarrollo  Basado en una máquina de estados
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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29. Lenguaje visual WEEV (2)
Contenidos
 Mejoras en la representación, uso de secciones de
historia para reducir complejidad visual
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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30. Lenguaje visual WEEV (3)
Contenidos
 Uso de nodos de multi-interacción, para reducir
ramificaciones (casos exponenciales, para acciones
Introducción
Motivación y fuera de orden)
objetivos
Desarrollo  Representaciones evolucionan, primer intento no lo
entendió ningún usuario
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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31. Lenguaje visual WEEV (4)
Contenidos
 Características educativas
Introducción
 Evaluación
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
 Ayudas
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32. La herramienta WEEV
Contenidos
 Edición basada en los tres elementos de WEEV:
Actores, Mundo e Historia
Introducción
Motivación y
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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33. Ejemplos de desarrollos multidisciplinares (1)
Contenidos
 El enfoque se aplicó para la creación de un juego real
Introducción
Motivación y
 Enseñar primeros auxilios a estudiantes de bachillerato
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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34. Ejemplos de desarrollos multidisciplinares (2)
Contenidos
 El enfoque se aplicó para la creación de un juego real
Introducción
Motivación y
 Enseñar primeros auxilios a estudiantes de bachillerato
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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35. Ejemplos de desarrollos multidisciplinares (3)
Contenidos
 Juego de inglés, desarrollado junto con profesora
Introducción
Motivación y
 Creado usando WEEV
objetivos
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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36. Preguntas
Contenidos
 Gracias por su atención !
Introducción
Motivación y
 Iván Martínez Ortiz
objetivos
 imartinez@fdi.ucm.es
Desarrollo
del trabajo
Caso de estudio
Conclusiones y
Trabajo Futuro
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