RESUMEN
Diversos investigadores han afirmado que los estudiantes
aprenden de muchas maneras: viendo y escuchando, reflexionando,
memorizando, etc. Los mtodos de enseanza son variados. Cuanto
aprenda un estudiante depender de su habilidad innata y su
preparacin previa, pero adems de la compatibilidad entre su estilo
de aprendizaje y el de enseanza del instructor.
A
continuacin se describe la definicin de las caractersticas de un
Sistema Informtico para el Aprendizaje de Programacin de
Computadoras, obtenido a partir del anlisis de encuestas sobre
estilos de aprendizaje en estudiantes de carreras de Ciencias
Computacionales e Informtica en Instituciones de Educacin Superior
del norte de Coahuila.
Este
estudio permiti obtener, mediante tcnicas de minera de datos,
patrones de aprendizaje de tales estudiantes que sirvieron para
definir las caractersticas del Sistema antes mencionado, aplicadas
en un Sistema de Administracin de Contenidos de Aprendizaje (LCMS)
como lo es Moodle.
El desarrollo de este trabajo refleja el inters existente por
obtener herramientas informticas que mejoren la tarea de enseanza
de los profesores y el aprendizaje de Ciencias Computacionales. La
metodologa aqu presentada puede utilizarse para generar las
caractersticas de la enseanza de diversas disciplinas, en base a
los estilos de aprendizaje de los estudiantes.
INTRODUCCIN
Como docentes de carreras de Ciencias Computacionales en IES, se
pens til estudiar, mediante tcnicas de minera de datos, las
caractersticas del perfil de aprendizaje de estudiantes de estas
especialidades para adecuar estrategias de enseanza en funcin de
ellas. Tal estudio permiti definir los elementos de un Sistema
Informtico de Aprendizaje que ayude en el aprendizaje de Ciencias
Computacionales.
DEFINICIN DEL PROBLEMA
Actualmente, a nivel internacional, existe una amplia variedad
de herramientas de apoyo al aprendizaje de lenguajes de Programacin
de Computadoras. Sin embargo, el desarrollo de herramientas que
promuevan su aprendizaje ha sido escaso, contndose con tutoriales y
cursos en las Instituciones de Educacin Superior alrededor del
mundo.
En ellas, solo se presentan los temas relacionados con la
sintaxis de lenguajes de programacin y ejemplos, sin abundar en el
uso de tcnicas de enseanza. Esta situacin prevalece en las IES
mexicanas, en las que no se consideran los estilos de aprendizaje
preferidos por los estudiantes. Se estableci un plan de aprendizaje
que facilite la comprensin y entendimiento de estas
disciplinas.
OBJETIVO El
objetivo de este trabajo es obtener una metodologa de enseanza
de Programacin de Computadoras que considere los estilos de
aprendizaje utilizados por los estudiantes, analizados a travs de
tcnicas de tratamiento y minera de datos.
Esto,
para aplicarla en el desarrollo de un sistema informtico que
facilite el aprendizaje de tal rea mediante la presentacin de
informacin y demostracin de ejercicios prcticos utilizando nuevas
Tecnologas de Informacin y Comunicacin a travs del uso de Sistemas
Administradores de Contenidos de Aprendizaje (LCMS).
JUSTIFICACIN DEL TRABAJO
Actualmente se requieren herramientas que faciliten el
entendimiento de la lgica de la Programacin de Computadoras de una
forma gil y eficaz. Los profesores de esta rea requieren
herramientas didcticas que mejoren la tarea de enseanza que
desarrollan. El desarrollo de herramientas de enseanza debe
ajustarse a los estilos de aprendizaje de los estudiantes.
TECNOLOGAS DE LA INFORMACIN Y COMUNICACIN Las
tecnologas de la informacin y la comunicacin, como Internet, se
han incorporado rpidamente a nuestras vidas, ofreciendo grandes
posibilidades antes impensables, tales como acceder a documentos en
todo el mundo, coordinar redes de trabajo y transmitir
informaciones de manera instantnea [Dez Palomar, 2000].
TEORIA CONSTRUCTIVISTA
En este sentido, se dice [Abarca, 2002] que el constructivismo
es la idea que sostiene que el individuo, en sus aspectos
cognitivos-sociales y afectivos, no es un mero producto del
ambiente ni un resultado de sus disposiciones internas, sino una
construccin propia que se produce da a da como resultado de la
interaccin entre esos factores.
Se considera, desde el punto de vista constructivista [Kakn,
1993] que el aprendizaje se caracteriza por 4 principios: El
aprendizaje no es la acumulacin de un
conocimiento, sino su transformacin. Los estudiantes comprenden
mejor cuando los conocimientos les son significativos. En este tipo
de aprendizaje se fomenta la libertad de los alumnos sobre la
sumisin. Se fomenta la cooperacin para el progreso del aprendizaje
acadmico.
EL MODELO VARK
Desarrollado por Neil Fleming junto con Colleen Mills,
constituye un instrumento sencillo para determinar preferencias de
modalidad sensorial al procesar informacin. Partieron del supuesto
de que si los estudiantes identificaran su estilo de aprender, se
adecuaran a los diferentes estilos de enseanza de sus profesores y
actuaran sobre su propia modalidad para incrementar su
aprendizaje.
Los estilos de aprendizaje del modelo son: El estilo visual, que
tiene preferencia por
imgenes, diagramas, lminas, etc. El estilo auditivo, su
preferencia radica en todo lo que involucre escuchar. El estilo de
lectura/escritura prefiere todo lo que tenga que ver con leer o
escribir. El kinestsico tiene preferencia por la experiencia y
prctica (simulada o real). El
inventario permite identificar las predilecciones o preferencias
de los estudiantes sobre su aprendizaje.
USO DE TECNOLOGAS DE LA INFORMACIN Y COMUNICACIN PARA APOYO DE
LA EDUCACIN Y E-LEARNING
El impacto de las TIC en la educacin las hace un instrumento
cada vez ms indispensable en las instituciones educativas [Majo,
2001] como: Fuente de informacin hipermedial si en el
aula se dispone de una computadora. Canal de comunicacin
interpersonal para trabajo colaborativo. Medio de expresin y para
la creacin.
Instrumento para procesar la informacin
y para la gestin. Recurso interactivo para el aprendizaje. Medio
ldico para el desarrollo cognitivo.
En este contexto, el e-learning es el uso de las tecnologas
multimedia e Internet para mejorar la calidad del aprendizaje,
mediante el uso de recursos de video, audio y texto para enriquecer
contenidos. En resumen, el e-learning est basado en una tecnologa
eficaz, pero con planteamiento didctico [van Dam, 2004].
SISTEMAS DE GESTIN DE CONTENIDOS DE APRENDIZAJE
El objetivo de un Sistema de Gestin de Contenidos de Aprendizaje
(LCMS) es gestionar objetos de aprendizaje, siendo un entorno
multiusuario en el que los desarrolladores crean, almacenan,
reutilizan, gestionan y distribuyen contenidos a partir de un
repositorio central de objetos de aprendizaje [Observatorio,
2008].
Moodle es el LCMS ms importante. Es una aplicacin web que se
ejecuta en diversos sistemas operativos, siempre que soporten el
lenguaje PHP. La filosofa planteada de Moodle incluye una
aproximacin constructivista social de la educacin. Enfatiza que los
educandos contribuyan a la experiencia educativa. Es flexible para
permitir una amplia gama de enseanza [Moodle, 2006].
B-LEARNING (APRENDIZAJE MEZCLADO)
Los mejoramientos que el Web provee pueden ser utilizados para
preparar estudiantes antes de la clase, para retencin en el
aprendizaje y para proveer un til deposito de materiales.
Recientemente esta innovacin a dado lugar a un nuevo modelo
denominado B-Learning (Blended Learning, aprendizaje mezclado).
Utilizando
Moodle como Entorno Virtual de Aprendizaje y con un programa de
formacin continua, fundamentado para el personal docente tanto en
aspectos metodolgicos como tcnicos, pueden incorporarse cualquiera
de las aproximaciones de B-Learning en la Educacin Superior
[Gonzlez Mario, 2006].
DESARROLLO DE LA INVESTIGACIN
A continuacin, se presenta el desarrollo de la investigacin
realizada sobre estilos de aprendizaje. Se busc obtener un patrn de
estilos de aprendizaje vlido para los estudiantes de Ciencias
Computacionales e Informtica del norte de Coahuila, en el cual se
pudiera basar una herramienta de enseanza de Programacin de
Computadoras.
La fuente de datos para realizar esta investigacin fueron
alumnos inscritos en carreras de Ciencias Computacionales, de la
Universidad Tecnolgica del Norte de Coahuila y del Instituto
Tecnolgico de Piedras Negras entre 2006 a 2008, siendo 132
estudiantes. El instrumento utilizado para recolectar los datos fue
el Cuestionario VARK (Visual Auditivo Lectoescritura Kinestsico) en
espaol, vigente al 2001.
El alumno puede elegir una o varias respuestas o ninguna opcin s
no aplican a su forma de trabajar con informacin. Los resultados se
acumularon en un archivo de texto CSV que se depur para dejar los
datos requeridos para nuestro anlisis grupal. Del archivo CSV se
obtiene uno .arff requerido como entrada en el software WEKA
[Witten, 1999] para obtener el patrn de estilos de aprendizaje.
En este programa se utilizaron tareas de minera de datos
descriptivas. En particular, se aplic anlisis de clsteres para
identificar subgrupos homogneos dentro de la muestra de alumnos.
Para detectar los estilos de aprendizaje dominantes se decidi
probar con distintos nmeros de clusters a fin de obtener uno o ms
patrones de estilos de aprendizaje segn VARK [Durn, Costaguta,
2007].
NOTA: Los algoritmos de clustering permiten clasificar un
conjunto de elementos de muestra en un determinado nmero de grupos
basndose en las semejanzas y diferencias existentes entre los
componentes de la muestra. CLUSTER: Cada uno de los grupos
obtenidos a partir de las semejanzas y diferencias entre los
componentes de la muestra.
En este caso, podemos establecer una tabla con los clusters
centroides seleccionados por su porcentaje de significancia en el
anlisis para 10 clusters, y obtener, segn la tabla de puntajes
VARK, el estilo de enseanza al que corresponden.Auditivo (A)
Lectoescritura (R) Kinestsico (K) Estilo de Aprendizaje
ResultanteMultimodal (Kinestsico, Auditivo) Multimodal (Visual,
Kinestsico, Lectoescritura)
Centroide Visual (V)Cluster 0 Cluster 4
1.0 7.0
5.0 2.0
2.0 5.0
5.0 6.0
Cluster 7Cluster 8
2.05.0
1.06.0
3.05.0
8.09.0
Kinestsico muy FuerteMultimodal (Kinestsico, Auditivo, Visual,
Lectoescritura)
Tabla de Patrones de Estilos de aprendizaje VARK obtenidos con
el Software WEKA
Porcentaje de clusters ms significativos del estudio de estilos
de aprendizaje VARK
Con los resultados se obtuvieron las caractersticas del Sistema
Informtico. El tipo de informacin que se presente a los alumnos
debe corresponder con hechos o casos de estudio concretos (Estilo
Kinestsico). Se concluy que se utilizaran como interfase
navegadores de Internet, y que la presentacin de los temas de
Programacin de Computadoras utilizar las estrategias de aprendizaje
vlidas.
El enfoque de enseanza que permitir aplicar los principios
bsicos del estilo kinestsico es la teora constructivista, ya que, a
partir de la presentacin y prctica de ejemplos, se obtendrn
conclusiones sobre la Programacin. A fin de incluir los otros tres
estilos de aprendizaje del modelo VARK, es conveniente que la
enseanza incluya estrategias de presentacin de informacin en
ellos.
APLICACIN DE RESULTADOS
Se consider demostrar la metodologa en un Curso de Programacin
en Java. Para disear las estrategias del curso, se establecieron
una serie de preguntas: qu tipo de informacin enfatizar? en qu modo
de presentacin se debe
hacer hincapi? qu forma de participacin del estudiante debe
enfatizarse? qu tipo de perspectiva se proporciona con la
informacin?
Se
decidi utilizar un Sistema de Gestin de Contenidos de
Aprendizaje a travs de Internet, siendo el elegido el paquete
Moodle 1.9. Su uso permiti concentrar el desarrollo del trabajo en
el aprovechamiento del sistema para implementar cursos dinmicos los
cuales utilicen las caractersticas virtuales que lo distinguen as
como para el diseo de contenidos.
Para
ello, se utiliz una unidad de muestra, que consta de los
siguientes temas: Unidad No. 1: Fundamentos del Lenguaje Java.
1.1.- Introduccin a la Orientacin a Objetos. 1.2.- Introduccin
Histrica y Contextual del Lenguaje. 1.3.- Entorno de Desarrollo.
1.4.- Variables, Tipos de Datos y Conversin. 1.5.- Operadores y
Expresiones. 1.6.- Estructuras de Control Condicionales. 1.7.-
Estructuras de Control Repetitivas.
RECURSOS Y HERRAMIENTAS DE MOODLE CLASIFICADAS POR SU ESTILO DE
APRENDIZAJE VARKRecursos para Recursos para Recursos para Recursos
para estilo Visual estilo estilo Lectura estilo (V) Auditivo (A) y
Escritura (R) Kinestsico (K)Pginas Web* SCORM* Wiki* Programa
Individual de Aprendizaje (ILP) Pginas Web* SCORM* Talleres Podcast
Grabadora de Sonidos (AudioRecorder) Pginas de texto Pginas Web*
Lecciones SCORM* Glosario Foros y Chats Wiki* Pginas Web*
Cuestionarios SCORM* Tareas Mensajes Tormenta de Ideas
Nota: Asteriscos (*) indican que la actividad se ajusta a varios
estilos de aprendizaje.
DISCUSIN SOBRE RESULTADOS
La utilizacin para esta aplicacin de un Sistema de Gestin o
Administracin de Contenidos de Aprendizaje (LCMS) ya existente,
como lo es el Moodle, concentra el esfuerzo en el diseo de
contenidos. Las caractersticas definidas para el curso prototipo
son basadas en los patrones de estilos de aprendizaje de los
estudiantes obtenidos a travs de minera de datos.
CONCLUSIONES
La utilizacin de las TIC existentes facilita la enseanza de
distintas disciplinas. El aprendizaje de Programacin de
Computadoras debe incluir estrategias de enseanza que consideren la
manera de captar informacin por los estudiantes. El uso del
Internet permite extender el uso de esta herramienta. Herramientas
como la analizada aqu son un importante auxiliar en las tareas de
enseanza de parte de los docentes.
Los
resultados obtenidos del uso de Moodle para presentar contenidos
de aprendizaje segn los estilos de los estudiantes establecen que
el uso de estas herramientas junto con la enseanza presencial
fundamentarn una mejor instruccin profesional entre estudiantes de
carreras de Ciencias Computacionales en IES del norte de
Coahuila.
TRABAJO FUTURO
Extender y aplicar la implementacin de la metodologa de enseanza
obtenida de la investigacin de estilos de aprendizaje a un curso
completo de Programacin. Adaptar las caractersticas de tales cursos
a las necesidades de los estudiantes en cada momento (anlisis bajo
diferentes contextos y escenarios). Desarrollar mdulos adicionales
al sistema Moodle aplicando las estrategias de los estilos de
aprendizaje.
Considerar
la utilizacin de mayor cantidad de herramientas multimedias
dentro de las distintas actividades de enseanza. Extender la
aplicacin de este Sistema Informtico dentro de un entorno de
enseanza de tipo B-Learning. Actualizar la plataforma de Moodle con
las diversas mejoras que se vayan desarrollando.
AGRADECIMIENTOS
Expreso un agradecimiento a: Mi asesor el Dr. Scrates Torres
Ovalle
por la manera en la que me gui y aconsej para poder finalizar
este trabajo. A la Universidad Tecnolgica del Norte de Coahuila y
al Instituto Tecnolgico de Piedras Negras, por su apoyo al obtener
los datos para realizar este trabajo. Especialmente a mi familia,
compaeros, alumnos y maestros.
PREGUNTASCorreo Electrnico [email protected]
GRACIAS POR SU ATENCIN
