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1 Abstract— This paper proposes a redefinition of the traditional concepts of T-Learning in which the television set is the most important component and the only device able to deploy applications and services. It is presented an IDTV-based learning system which allows different Interactive Television platforms and different final user devices (Television Set, PC, Mobile Phones, Tablets, etc.) to connect and access learning contents, applications and services under the concepts of multiplatform. The platform considers a second dimension that includes the technical requirements dependent on the learning requirements made up by learning objects based on video. Those objects are articulated within the constructivist pedagogical currents, and they can be applied in instructional design environments in formal and informal education. Index Terms—Educational Technology, IDTV, T-Learning, Learning Objects La televisión es uno de los medios de comunicación masiva más importantes a nivel mundial y aunque ha perdido campo con Internet, sigue siendo uno de los medios con mayor audiencia. En Colombia, según el Estudio General de Medios I-2011 de la Comisión Nacional de Televisión CNTV [1], es el medio de mayor cobertura con el 94,2% de la población seguido por la radio con el 67,1%. Además, según la Gran Encuesta de Televisión en Colombia preparada también para la CNTV en 2008, es uno de los medios más relevantes en la vida de los colombianos: el 67% de los colombianos afirma ver televisión todos los días, el 84% de los colombianos asegura que la televisión es algo importante en sus vidas y el 73% utiliza la televisión como compañía mientras realiza otro tipo de actividad diaria [2]. Esta encuesta fue preparada en el marco de la selección del estándar de televisión digital terrestre (TDT) para el País, proceso que dio como resultado la elección en 2008 del estándar europeo Digital Video Broadcasting DVB y en el 2011 la actualización al estándar DVB-T2. La migración a televisión digital y el apagón analógico son un tema de mucho interés para la televisión colombiana, no sólo por la evolución de la tecnología televisiva a una generación digital sino porque además de ser un eje transversal en el Plan de Desarrollo 2010-2013 [3], hay nuevas potencialidades que la tecnología ofrece en términos de interactividad. De igual modo, la cobertura de banda ancha en Colombia ha crecido en los últimos años y es una política prioritaria para el gobierno nacional, como se menciona en el Plan Vive Digital [4]. En esta medida el acceso de las personas a los servicios desplegados en la Web es mayor, así que la prestación de servicios de Televisión sobre Internet es una realidad en el país, y se espera que su importancia crezca en el mediano plazo. Por otro lado, la cobertura y el acceso de las personas a la telefonía móvil es muy grande, y la oferta de servicios de transmisión de datos sobre estas redes celulares es mayor. Actualmente en Colombia los mayores operadores de telefonía móvil ofrecen servicios de transmisión de datos en redes 3G, y están poniendo en marcha redes que soportan tecnología 4G, con las cuales pueden ofrecer un mayor ancho de banda a sus usuarios y como consecuencia le dan a éstos la posibilidad de acceder a servicios multimedia más exigentes como Video Streaming y Video On Demand (VoD). Así las cosas, los dispositivos móviles se convierten en otra posibilidad de tener servicios de televisión y video, que se suman a la forma tradicional de ver televisión. Este documento propone un modelo de T-Learning en donde los servicios, contenidos y aplicaciones son distribuidos en diferentes plataformas tecnológicas de Televisión Digital Interactiva (IDTV) y son accedidos por diferentes dispositivos de usuario final como televisores, consolas, computadores y dispositivos móviles. Además, dado que la televisión es un medio eminentemente audiovisual, se plantea un Objeto de Aprendizaje OA basado en video interactivo que es la entidad Multiplatform Learning System Based on Interactive Digital Television Technologies, IDTV Montoya, Edwin. Member, IEEE. Montoya, Juan Carlos. Téllez, Juan Member, IEEE. Ruiz J, César. Vélez M, Johan. Ibarra T, Oscar [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Sistema de aprendizaje idtv oscar ibarra

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Page 1: Sistema de aprendizaje idtv oscar ibarra

1

Abstract— This paper proposes a redefinition of the traditional

concepts of T-Learning in which the television set is the most

important component and the only device able to deploy

applications and services. It is presented an IDTV-based learning

system which allows different Interactive Television platforms

and different final user devices (Television Set, PC, Mobile

Phones, Tablets, etc.) to connect and access learning contents,

applications and services under the concepts of multiplatform.

The platform considers a second dimension that includes the

technical requirements dependent on the learning requirements

made up by learning objects based on video. Those objects are

articulated within the constructivist pedagogical currents, and

they can be applied in instructional design environments in

formal and informal education.

Index Terms—Educational Technology, IDTV, T-Learning,

Learning Objects

La televisión es uno de los medios de comunicación masiva

más importantes a nivel mundial y aunque ha perdido campo

con Internet, sigue siendo uno de los medios con mayor

audiencia. En Colombia, según el Estudio General de Medios

I-2011 de la Comisión Nacional de Televisión CNTV [1], es el

medio de mayor cobertura con el 94,2% de la población

seguido por la radio con el 67,1%. Además, según la Gran

Encuesta de Televisión en Colombia preparada también para

la CNTV en 2008, es uno de los medios más relevantes en la

vida de los colombianos: el 67% de los colombianos afirma

ver televisión todos los días, el 84% de los colombianos

asegura que la televisión es algo importante en sus vidas y el

73% utiliza la televisión como compañía mientras realiza otro

tipo de actividad diaria [2]. Esta encuesta fue preparada en el

marco de la selección del estándar de televisión digital

terrestre (TDT) para el País, proceso que dio como resultado

la elección en 2008 del estándar europeo Digital Video

Broadcasting DVB y en el 2011 la actualización al estándar

DVB-T2.

La migración a televisión digital y el apagón analógico son

un tema de mucho interés para la televisión colombiana, no

sólo por la evolución de la tecnología televisiva a una

generación digital sino porque además de ser un eje transversal

en el Plan de Desarrollo 2010-2013 [3], hay nuevas

potencialidades que la tecnología ofrece en términos de

interactividad.

De igual modo, la cobertura de banda ancha en Colombia ha

crecido en los últimos años y es una política prioritaria para el

gobierno nacional, como se menciona en el Plan Vive Digital

[4]. En esta medida el acceso de las personas a los servicios

desplegados en la Web es mayor, así que la prestación de

servicios de Televisión sobre Internet es una realidad en el

país, y se espera que su importancia crezca en el mediano

plazo.

Por otro lado, la cobertura y el acceso de las personas a la

telefonía móvil es muy grande, y la oferta de servicios de

transmisión de datos sobre estas redes celulares es mayor.

Actualmente en Colombia los mayores operadores de telefonía

móvil ofrecen servicios de transmisión de datos en redes 3G, y

están poniendo en marcha redes que soportan tecnología 4G,

con las cuales pueden ofrecer un mayor ancho de banda a sus

usuarios y como consecuencia le dan a éstos la posibilidad de

acceder a servicios multimedia más exigentes como Video

Streaming y Video On Demand (VoD). Así las cosas, los

dispositivos móviles se convierten en otra posibilidad de tener

servicios de televisión y video, que se suman a la forma

tradicional de ver televisión.

Este documento propone un modelo de T-Learning en

donde los servicios, contenidos y aplicaciones son distribuidos

en diferentes plataformas tecnológicas de Televisión Digital

Interactiva (IDTV) y son accedidos por diferentes dispositivos

de usuario final como televisores, consolas, computadores y

dispositivos móviles. Además, dado que la televisión es un

medio eminentemente audiovisual, se plantea un Objeto de

Aprendizaje OA basado en video interactivo que es la entidad

Multiplatform Learning System Based on

Interactive Digital Television Technologies,

IDTV

Montoya, Edwin. Member, IEEE. Montoya, Juan Carlos. Téllez, Juan Member, IEEE. Ruiz J, César.

Vélez M, Johan. Ibarra T, Oscar

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2

central del proceso de aprendizaje en el modelo propuesto;

este modelo es probado experimentalmente con usuarios

finales que interactúan con un prototipo.

El resto del artículo se estructura de la siguiente manera: en

la sección I se comentan los trabajos relacionados con T-

Learning considerados como referentes; en la sección II se

presenta el concepto propuesto de T-Learning tomando como

referencia el modelo desarrollado en [5] y [6]; en la sección III

se presenta el modelo de los Objetos de Aprendizaje Basados

en Video Interactivo y en la sección IV las pruebas

experimentales realizadas, donde se incluye la prueba del

concepto introducido en la sección II; esta prueba muestra

cómo se implementó un prototipo funcional y cómo éste fue

validado tecnológicamente y con usuarios; finalmente se

presentan las conclusiones y trabajo futuro.

I. TRABAJOS RELACIONADOS CON T-LEARNING

A. Proyectos a nivel mundial de T-Learning

A nivel mundial se han desarrollado varias iniciativas de

este tipo como: Beacon, T-Maestro, ELU y Motive.

El proyecto BEACON (Brazilian-European Consortium for

DTT Services) es un proyecto financiado por el VI Programa

Marco sobre TDT desde 2007 hasta 2010, con dos objetivos

principales: desarrollar la interoperabilidad del estándar

brasileño con el estándar europeo e investigar metodologías

para el aprendizaje a distancia mediante televisión digital. En

el marco de BEACON se han implementado servicios pilotos

vinculados con la inclusión social en Sao Paulo (Brasil), que

tienen funcionalidades como: presentación de cursos

ofrecidos, soporte de herramientas de evaluación como

exámenes, soporte de blackboard o pizarra, soporte de proceso

de autenticación, entre otras [7].

El proyecto T– Maestro “Tutor Inteligente para la provisión

de contenidos formativos personalizados y adaptables en

experiencias t-learning y m-learning integradas sobre MHP y

DVB-H” es un proyecto financiado por la Dirección Xeral de

Investigación e Desenvolvemento de la Xunta de Galicia

(España) del año 2007 a 2010. El objetivo central de este

proyecto ha sido el diseño, desarrollo y validación de una

plataforma educativa completa para el ámbito del T-Learning

(tanto móvil como fija), abordando las principales vertientes

de este tipo de arquitecturas: la generación de contenidos, su

difusión y presentación [8].

Este proyecto tiene una infraestructura compleja que abarca

desde las herramientas autor para la producción de contenidos

hasta la personalización de los contenidos en los dispositivos

de usuario final. Un componente fundamental dentro del

proyecto son los sistemas de recomendación de contenidos y el

Sistema de Tutoría Inteligente (ITS), que se encarga de

gestionar los recursos educativos. De igual manera la

arquitectura tiene la capacidad de relacionar el contenido

educativo con contenido de entretenimiento bajo dos

conceptos: edutaiment y entercation.

El proyecto ELU (Enhaced Learning Unlimited) fue

desarrollado por un grupo interdisciplinario con profesionales

y expertos en las áreas técnicas y pedagógicas de 10 países

europeos participantes del consorcio; este proyecto pretende

desarrollar y validar el uso de la TV digital interactiva (IDTV)

como una de las áreas de aplicación para el desarrollo social y

económico de Europa. El proyecto ELU, desde el punto de

vista tecnológico, desarrolló los siguientes componentes

dentro de la solución de T-Learning: utilización de estándares

abiertos como Multimedia Home Platform (MHP) [9],

desarrollo de un profesor virtual ITS, manejo del concepto de

objetos multimedia adaptativos RAMO (Reactive and

Adaptative Multimedia Objects) y finalmente la creación de

plantillas de juego para las actividades de aprendizaje y

evaluación [10].

El proyecto MOTIVE fue desarrollado por la Universidad

Tecnológica de Helsinki, su objetivo es usar Internet y la

televisión digital para crear cursos interactivos y flexibles [11];

algunos detalles de éste se verán más adelante.

Estos cuatro proyectos tienen varios elementos comunes,

entre estos se destacan: el despliegue de servicios de T-

Learning sobre TDT, el desarrollo de ITS como sistemas de

gestión de aprendizaje y contenidos, la implementación de

algún tipo de adaptación y personalización, y el soporte de

actividades de aprendizaje y tareas.

Sin embargo la TDT no es la única tecnología que permite

desplegar servicios de iDTV: los sistemas de televisión

basados en IP, es decir la transmisión de video sobre

protocolo IP ya sea en redes propietarias IPTV o sobre

Internet con servicios Over-The-Top (OTT, por sus siglas en

inglés) conocidos como WebTV/InternetTV, han

incrementado en los últimos años; por otra parte, se han

generado grandes evoluciones en dispositivos de usuario final:

recientemente los fabricantes de televisores han puesto en el

mercado los llamados Smart TV que son televisores con las

funcionalidades de un decodificador y un navegador web

embebidas en el dispositivo de televisión, de modo que tienen

la capacidad de conectarse directamente con Internet o con

cualquier red IP. Pero la oferta de dispositivos para acceder a

los servicios de WebTV/InternetTV también incluye consolas

de video dedicadas para tal fin como son los dispositivos

AppleTV [12], GoogleTV [13], XBMC [14] y BOXEE [15],

entre otros. Estos equipos son sistemas embebidos optimizados

para la reproducción de video que se ofrece en Internet y le

permiten al usuario complementar su experiencia por medio de

una oferta de servicios y aplicaciones interactivas propias.

Page 3: Sistema de aprendizaje idtv oscar ibarra

3

No se pueden dejar a un lado los dispositivos móviles como

celulares, tabletas y PDA's, pues con la creciente expansión

del ancho de banda es posible transmitir video por medio de la

red de datos, convirtiéndolos en otra opción de acceso a los

servicios de video OTT.

Esto lleva a replantear las concepciones iniciales de T-

Learning donde se define que el televisor, como dispositivo de

usuario final, es el protagonista principal y donde sólo se ha

considerado una única plataforma de despliegue. Así se

presenta la propuesta de un sistema de aprendizaje basado en

iDTV multiplataforma, en el cual los contenidos, aplicaciones

y servicios de aprendizaje pueden ser accedidos por diferentes

plataformas de iDTV y por diferentes dispositivos de usuario

final (televisor, computador, consolas de video y dispositivos

móviles) en busca de los principios de independencia de

dispositivo y ubicuidad en el aprendizaje.

B. Aprendizaje ubicuo

El concepto de Mark Weiser [16] sobre la computación

ubicua o invisible [17] se ha extendido a muchos campos

incluyendo la educación. La posibilidad de que una persona

aprenda mientras trabaja en su computador, interactúa con su

celular, ve televisión, comparte en la web o vive virtualmente

(p.ej. second life), constituye lo que hoy puede ser el objetivo

del aprendizaje ubicuo o U-Learning.

Algunos autores definen el U-Learning como una

combinación de las ventajas de E-Learning y M-Learning con

los beneficios de la computación ubicua y la flexibilidad de los

dispositivos móviles [18]. Este tipo de aprendizaje sucede

alrededor del estudiante, pero éste puede no ser consciente de

su proceso de aprendizaje. El conocimiento está en los objetos

del entorno y los estudiantes no tienen que "hacer nada" para

aprender.

Chen y otros [19] describieron cinco características de los

ambientes de M-Learning, de los cuales Ogata y Yano [20]

derivaron las siguientes características para U-Learning junto

con la última (personalización) propuesta por Bomsdorf [21].

• Permanencia: los estudiantes nunca pierden su trabajo a

menos que se elimine a propósito.

• Accesibilidad: los estudiantes tienen acceso a sus

documentos, datos o videos desde cualquier lugar.

• Inmediatez: los estudiantes pueden obtener toda la

información de inmediato sin importar el lugar donde se

encuentren.

• Interacción: los estudiantes pueden interactuar con los

expertos, los profesores, o compañeros de forma síncrona o

asíncrona.

• Contextualizar las actividades de enseñanza: el

aprendizaje puede ser parte de la cotidianidad.

• Adaptabilidad: los estudiantes obtienen el conocimiento

de acuerdo a su situación particular, es decir, se adapta al

aprendizaje de cada uno.

• Personalización: se refiere a la capacidad de un espacio

de aprendizaje de ser utilizado en diferentes contextos sin

dejar de apoyar los procesos de aprendizaje para los que fue

creado inicialmente.

II. CONCEPTO DE T-LEARNING PROPUESTO

Como se mencionó en la sección anterior es necesario

redefinir el concepto de T-Learning según el cual, se considera

al televisor como el principal dispositivo de usuario final y

generalmente se utiliza una única tecnología de iDTV. Desde

su concepción mas sencilla el T-Learning es aprendizaje

basado en tecnologías de iDTV, de este modo un concepto

más general de T-Learning debería abarcar varias tecnologías

de despliegue de iDTV, así se propone un concepto donde un

sistema de T-Learning cubre varias tecnologías de despliegue

(TDT, IPTV, WebTV, OTT).

Igualmente se propone el uso de varios dispositivos de usuario

final como televisor, computador, consolas de video y

dispositivos móviles, con la pretensión de que el sistema

tienda más al concepto de U-Learning, permitiéndole al

usuario acceder a los servicios, contenidos y aplicaciones

educativas en cualquier lugar, en cualquier momento, desde

cualquier red y desde cualquier dispositivo.

Para la conceptualización general se referencia al modelo de

T-Learning para aprendizaje vía DTV propuesto en [8][9] y

desarrollado por la Universidad de Helsinski en el marco del

proyecto MOTIVE. Este modelo, sintetizado en la figura 1, se

compone de dos niveles: un nivel general y un nivel de

funcionalidad. En el nivel general se debe definir qué tipo de

tecnología o plataforma de despliegue se utilizará y qué tipo

de aprendizaje se desea implementar. En el nivel de

funcionalidad se exploran funcionalidades del sistema

relacionadas con el proceso de enseñanza aprendizaje.

Fig. 1. Modelo de T-Learning para aprendizaje vía DTV.

A. Nivel General. Tipo de Tecnología

En este nivel se establecen las plataformas tecnológicas que

conforman el concepto y los dispositivos de usuario final

utilizados. Los contenidos, servicios y aplicaciones de iDTV

pueden ser desplegados en las siguientes plataformas

tecnológicas:

• Televisión Digital Terrestre TDT: este sistema de televisión

es de naturaleza abierta y radiodifundida, se requieren dos

canales de transmisión: un canal de broadcast por donde se

Page 4: Sistema de aprendizaje idtv oscar ibarra

4

emite el contenido audiovisual y se distribuyen las

aplicaciones y un canal de broadband o canal de retorno por

donde se consume la aplicación. En el caso colombiano se

utiliza el estándar DVB-T/ DVB-T2 para dispositivos fijos y el

estándar DVB-H para dispositivos móviles [22], [23].

En el prototipo se realiza una difusión de la aplicación

interactiva usando una plataforma HBBTV [24], en la cual

intervienen tres componentes:

El playout (OpenCaster [25]) o emisor de contenidos,

que transmite por radiodifusión o broadcasting los

contenidos de audio/video, los datos de control y la

señalización de la aplicación.

El servidor de aplicaciones, que a través de una red de

datos o broadband provee la aplicación Web y todos

los recursos que ésta necesita: imágenes, videos,

audio, textos, entre otros.

El cliente, que es un navegador compatible con la

plataforma HBBTV y está instalado en un Televisor

con Decodificador DVB-T2 incorporado (Televisor

Toshiba 32UL863).

En la plataforma HBBTV el cliente recibe por radiodifusión el

contenido audiovisual que corresponde a un canal

determinado, una vez identifica que en ese contenido también

se incluye una aplicación, procede a decodificar la

información y obtiene los datos necesarios para reproducir la

aplicación. Un cliente compatible con HBBTV tiene una

interfaz capaz de ejecutar un navegador Web que soporta CE-

HTML, mientras continúa decodificando y mostrando los

contenidos audiovisuales que se reciben por radiodifusión.

Para consumir la aplicación interactiva, el cliente debe

conectarse con el servidor de la aplicación usando la URL que

le fue proporcionada con los datos de control y señalización.

La interacción entre el cliente y el servidor es independiente de

la comunicación por radiodifusión, sin embargo está

condicionada por la señalización que se envía desde el playout

con el fin de vincular más estrechamente los contenidos que el

usuario recibe por ambos canales de transmisión.

• Televisión over Internet Protocol IPTV: se define como la

tecnología que permite trasmitir señales de video sobre

protocolo IP en redes de banda ancha. Los sistemas de

televisión de esta naturaleza son sistemas cerrados o por

subscripción, donde los televisores requieren de un Set-Top

Box (STB) el cual tiene instalado un navegador que se

comunica con un sistema middleware. Los contenidos,

servicios y aplicaciones son desarrollados bajo

comunicaciones que utilizan HTML y java script. Es

importante resaltar que las redes IPTV son propietarias de un

operador y en ellas se puede garantizar Calidad del servicio

(QoS, por sus siglas en inglés). Esta plataforma tiene

características técnicas muy particulares que la diferencian de

la televisión por radiodifusión [25]: por ser una red IP tiene la

capacidad de tener una comunicación en doble vía, por lo

tanto no requiere de un canal de retorno adicional; posibilita

una comunicación uno a uno entre el operador de la red y los

usuarios, lo que permite ofrecer servicios de Video bajo

demanda (VoD), Personal Video Recorder (PVR) remoto,

aplicaciones interactivas y conexión con otras redes como

Internet; además, por estar sobre una red IP, facilita la

convergencia de servicios y dispositivos, de esta manera una

aplicación que se encuentra en Internet puede ser consultada

desde un set de televisión.

Las soluciones de middleware que se encuentran en el

mercado son usualmente verticales debido a que las redes de

IPTV son propietarias. Como consecuencia de esto, el diseño

de aplicaciones para IPTV debe ser considerado de forma

independiente para cada plataforma, a pesar de tener como

característica común el modo de transmisión. Adicionalmente

no todas las plataformas de IPTV comparten los mismos

estándares, de tal modo que los clientes instalados en los

equipos que los operadores de la red le proveen a los usuarios

sólo son compatibles con los estándares que el sistema

necesita. En el caso de ser necesario integrar una aplicación

multiplataforma en una red de IPTV, se deberá crear una

nueva aplicación que permita un llamado a una aplicación

Web de terceros; sin embargo esto no garantiza que el usuario

va a recibir en forma adecuada la interfaz y los contenidos, por

lo tanto será necesario hacer una adaptación de acuerdo a la

plataforma de interés.

• WebTV/Internet TV/OTT: esta plataforma de despliegue, al

igual que IPTV, utiliza el protocolo IP para transmitir señales

de video, sin embargo se diferencian por que los sistemas de

IPTV utilizan redes propietarias de un operador, mientras que

WebTV/InternetTV se transmiten sobre Internet. La televisión

por Internet cada vez llega a más hogares y tiene más usuarios

en la medida en que las redes de datos han aumentado su

ancho de banda, al punto que se puede garantizar un video en

streaming en formato MPEG4 o H.264. Para poder acceder a

los contenidos, servicios y aplicaciones se requiere que el

dispositivo de usuario final tenga conexión a Internet y tenga

instalado un navegador; los televisores pueden conectarse por

medio de un STB con conexión a Internet (como GoogleTV o

AppleTV), por medio de una consola de video juegos o puede

utilizarse un Smart TV que ya tiene estas funcionalidades

embebidas. La conexión a Internet es en doble vía para todos

los dispositivos lo cual permite una interactividad completa

entre el usuario final y el productor de contenido o entre los

usuarios finales.

• Redes Móviles: las redes de banda ancha móvil, es decir

redes 3G o 4G, pueden permitir un troughput lo

suficientemente alto para transmitir señales de video. Sin

embargo, estas redes son la conexión de última milla o bien a

Internet o a la red de un operador, por lo cual en el marco de

ese trabajo se conciben solamente como red de acceso a

sistemas de IPTV (Mobile IPTV) o a sistemas de

WebTV/Internet TV.

• Redes Académicas: Otras redes de despliegue son las redes

académicas, como la Red Nacional Académica de Tecnología

Avanzada RENATA [27]. Esta red conecta, comunica, y

propicia la colaboración entre las instituciones académicas y

Page 5: Sistema de aprendizaje idtv oscar ibarra

5

científicas de Colombia y además tiene conexión con la Red

CLARA [28]. RENATA, podría ofrecer dos modalidades de

despliegue: por una parte para los usuarios ubicados dentro de

los campus universitarios de las instituciones miembros de

RENATA, los contenidos, servicios y aplicaciones se

despliegan como en un sistema de IPTV; por otra parte, los

usuarios que ingresen al portal de RENATA desde ubicaciones

por fuera de los campus universitarios acceden a los

contenidos, servicios y aplicaciones de una manera similar a

WebTV/Internet TV.

La arquitectura tecnológica general se presenta en la figura 2.

Contenido y

Aplicaciones

HbbTV

Red Móvil

3G, 4G

Antenna

RF

Canal

UHF

Canal de

Retorno

Servidor de

Aplicaciones

Y LMS

Plataforma de

Transmisión DVB-T2

IPTV

Set Top Box TV

TV

SmartPhone Tableta

TV

ISP

SmartTV

PC

InternetRed

IPTV

Repositorio de videos Base de Datos

InternetTV STB

Consola de Video

Consola de Videojuegos

Canal

UHF

DVB

Set Top Box

Fig. 2. Arquitectura tecnológica del sistema

B. Nivel General. Tipo de Aprendizaje

En el modelo de referencia de Jokipelto se plantean cuatro

tipos de aprendizaje: formal, informal, no formal y

edutainment; sin embargo, en el marco de este trabajo se han

agrupado solamente en dos categorías:

• Formal: esta categoría en Colombia necesariamente está

asociada a Instituciones de Educación Básica (primaria y

secundaria) y de Educación Superior (en sus diferentes

niveles) porque de acuerdo a las leyes 115 (ley general de

educación) [29] y 30 (ley de educación superior) [30], debe

existir una institución de educación certificada que ofrece unos

programas de formación avalados por un organismo estatal

con las facultades para hacerlo.

En términos generales, los programas tienen unos cursos y

estos a su vez tienen unas unidades temáticas que son

abordadas en el proceso de enseñanza aprendizaje.

La institución le otorga un título o le certifica el proceso

educativo a un estudiante cuando éste aprueba todos los

cursos, adquiere las competencias y habilidades que el

programa requiere y cumple con todos los requisitos

académicos. De este modo el aprendizaje formal se caracteriza

principalmente por dos cualidades: currículo y certificación.

• No formal: este aprendizaje es de tipo más libre y con una

amplia variedad temática; el estudiante accede al contenido o

curso de su preferencia, puede tomarlo cuando quiera y de

igual manera abandonarlo cuando desee. Este aprendizaje no

sigue un currículo definido ni conduce a una certificación, es

un aprendizaje que se da a lo largo de la vida.

En los procesos de aprendizaje mediados por TIC, tanto

formales como no formales, los elementos constructivos más

importantes son los Objetos de Aprendizaje (OA). Por tratarse

de tecnologías de televisión, para este sistema, los OA se

basan en video, aunque en trabajos futuros se considerará otro

tipo de medios como audio, texto, imágenes, etc.

Con el objetivo de que el video pueda convertirse en un

objeto de aprendizaje válido, éste se ha enriquecido con

etiquetas que le permiten al usuario interactuar con el video y

desplegar información acerca del contenido; del mismo modo

al video se le han añadido actividades de aprendizaje lo cual

incrementa su valor desde la perspectiva educativa. Por esta

razón, estos objetos de aprendizaje se denominan Objetos de

Aprendizaje Basados en Video Interactivo (OABVI).

De esta manera, en un entorno de educación no formal, el

usuario accede a los OABVI según su preferencia, mientras

que en un entorno de educación formal, el usuario accede a los

OABVI, pero existe una secuencialidad que es obligatoria

(currículo).

C. Nivel Funcionalidad

El segundo nivel definido en el modelo de referencia es el

modelo de funcionalidad, las características de este nivel se

resumen en la tabla 1.

Tabla 1. Nivel de Funcionalidad según el modelo de referencia

GRADO DE T-LEARNING EN EL CURSO

El sistema puede utilizarse en ambientes de aprendizaje de

tipo formal o informal. De este modo puede ser sustituto

o complementario de los procesos de enseñanza.

El sistema se puede integrar con los Learning Management

System (LMS) de las instituciones educativas de modo

que es complementario a los proceso de aprendizaje en el

aula.

El televisor no es el único dispositivo válido, se puede

utilizar otros dispositivos como computadores, consolas y

computadores móviles.

MATERIAL DE APRENDIZAJE

El material de aprendizaje es basado en video y se describe

según el modelo de OABVI.

INTERACCIONES

Estudiante – Ambiente de aprendizaje (interacción con el

material de aprendizaje y con los OABVI).

Estudiante – Estudiante (por medio de los cometarios

relacionados con el video en el OABVI).

Estudiante – Docente (por medio de los cometarios

relacionados con el video).

PROCESO DE APRENDIZAJE

El aprendizaje se fundamenta en las corrientes constructivistas,

como las explicadas en [31], donde el conocimiento se genera

Page 6: Sistema de aprendizaje idtv oscar ibarra

6

a partir de la discusión de los actores del proceso formativo.

De este modo el material de aprendizaje está acompañado de

foros donde los estudiantes interactúan con pares o con el

docente.

ASIGNACIONES Y VALORACIÓN

Se manejan por medio de actividades de aprendizaje, las

cuales tienen pre configuradas las respuestas y están asociadas

a un material específico. Así, es posible establecer si el

estudiante logró las competencias buscadas o si presenta

dificultades en algunos temas.

COMUNICACIÓN

Asincrónica por medio de comentarios en foros.

Este concepto propuesto de T-Learning es muy amplio e

involucra muchas dimensiones; la primera prueba al concepto

que se desarrolló comprende la elaboración de un OABVI y el

despliegue del mismo sobre múltiples plataformas.

Adicional a esto, se valida el OABVI con usuarios finales los

cuales lo evalúan. Cabe resaltar que el propósito de la prueba

no es verificar si los estudiantes aprenden o no con el OA, sino

validar la tecnología y la interacción con los usuarios.

III. OBJETOS DE APRENDIZAJE BASADOS EN VIDEO

INTERACTIVO

A. Descripción del Modelo de OABVI

El modelo propone la creación de OA a partir de la adaptación

de videos educativos mediante la agregación de etiquetas

interactivas, actividades de aprendizaje y otros elementos tales

como metadatos, que permitan su almacenamiento y

clasificación en repositorios especializados, en los cuales cada

uno de dichos objetos esté detallado estructuradamente.

De acuerdo con lo anterior, el modelo pretende hacer posible

la reutilización de videos que preliminarmente no fueron

diseñados para ser interactivos en aplicaciones que requieren

interactividad para televisión digital en sus distintas

plataformas disponibles.

Fig. 3. Modelo de creación de OVABI.

B. Desarrollo de OABVI

Fig. 4. Proceso de Generación de OABVI.

En primera instancia, se debe tener en cuenta el esquema

general para la adición de interactividad a videos lineales

(ver figura 4), en el cual, a partir de contar con videos

digitales lineales almacenados en un repositorio, es

necesario adicionar los metadatos que permitan describir

el contenido del recurso audiovisual base para la

generación del OABVI. Para la creación de estos

metadatos, se utiliza el perfil de aplicación LOM-CO,

derivado del estándar IEEE LOM (Learning Object

Metadata).

Tabla 2. Metadatos obligatorios, según LOM-CO

General Título, Idioma, Descripción, Palabras Clave.

Ciclo de vida Versión, Autor(es), Entidad, Fecha.

Técnico Formato, Tamaño, Ubicación,

Requerimientos, Instrucciones de instalación.

Educacional Tipo de interactividad, Tipo de recurso de

aprendizaje, Nivel de interactividad,

Población objetivo, Contexto de aprendizaje.

Derechos Costo, Derechos de autor y otras

restricciones.

Anotación Uso educativo

Clasificación Fuente de clasificación y Ruta taxonómica.

Una vez adicionados los metadatos es necesario intervenir

el video mediante una herramienta de autor, donde se le

agregan una serie de etiquetas que marcan puntos de

interés, previamente identificados por el autor, dentro del

video. La principal característica de cada etiqueta añadida

es que permite a los futuros usuarios del OABVI obtener

información adicional complementaria, mediante la

apertura de una página relacionada con el detalle

específico que se está señalando en el video.

Posterior a esto, el video descrito y etiquetado, debe

almacenarse en el servidor de video, desde donde luego es

embebido, mediante un enlace, en el OABVI. Desde este

punto, dicho video interactivo puede ser parte de

cualquier OABVI, según la necesidad del autor.

Después de los pasos anteriores, el video interactivo

generado puede ser accedido desde Internet o ser utilizado

en un LMS (Moodle [32]).

Page 7: Sistema de aprendizaje idtv oscar ibarra

7

Finalmente, para la configuración de un OABVI, al video

interactivo creado, se le debe sumar una o más actividades

de aprendizaje, las cuales podrán estar encapsuladas

dentro del objeto, o ser creadas directamente en el LMS

que lo hospedará.

Se debe tener en cuenta, como criterio de diseño para las

actividades de aprendizaje creadas como parte integral de un

OABVI, que sus mecanismos de interacción con el usuario

sean de simple acceso para éste, es decir que no sean

dependientes de la interacción, sino de su contenido.

Además de lo anterior, el OABVI creado según este modelo

contiene al menos un servicio o herramienta colaborativa

integrada, como foro, wiki, blog, entre otras, que es

configurado como recurso dentro del LMS y enlazado a uno

de los marcos del OABVI.

Para distribuir el OABVI creado, es necesario empaquetarlo

utilizando estándar SCORM 1.2, pues garantiza su

portabilidad y facilita así su despliegue en diversas

plataformas.

La visualización o reproducción del OABVI puede hacerse

desde dispositivos que cuenten con un navegador y acceso a

internet, como Smartphones, SmartTV´s, computadores, entre

otros, para el caso de TDT se hace por medio de HBBTV.

IV. PRUEBAS EXPERIMENTALES

Para el experimento se crea un escenario de pruebas en un

ambiente Web, haciendo uso del LMS Moodle 2.1.1, en el

cual dentro de un curso previamente establecido, se crea un

recurso tipo SCORM al que se adjunta el paquete contenedor

del OABVI de prueba.

Para efectos de la prueba del prototipo, se cuenta con una

arquitectura tecnológica que accede por medio de Internet. Los

dispositivos de usuario final en los cuales se valida la

capacidad de despliegue multiplataforma del OABVI son:

Laptop con conexión a Internet

Tableta con sistema operativo Android

Smart Phone con sistema operativo Android

Smart Phone con sistema operativo IOS

Televisor conectado a consola Google TV

Televisor de DVT T2 con HbbTV

De igual manera se realizaron pruebas de usabilidad con el

objetivo de valorar la eficiencia del OABVI, es decir

determinar la facilidad con la cual los usuarios cumplen todas

las tareas que deben realizar; para desarrollar estos cuasi-

experimentos, típicamente se selecciona un grupo focal que no

suele superar los (6) usuarios [33], para este caso se seleccionó

un grupo de veintidós (22) estudiantes, las cuales se

encargaron de interactuar con un objeto de aprendizaje basado

en video interactivo creado siguiendo el modelo propuesto.

El objetivo de la prueba fue observar si los usuarios eran

capaces de realizar las tareas con menor dificultad, esto

comprende desde la autenticación en el sistema LMS, hasta el

momento de finalización de la actividad de aprendizaje.

Fig. 5. Casos de uso por parte del estudiante.

Inicialmente y con el fin de poner claras las condiciones se le

indicó al público elegido que el objeto de la prueba era validar

el uso del prototipo y en ningún caso si el usuario aprende o

no, tema que queda por fuera del alcance de este estudio.

Una vez iniciada la prueba, se cronometró el tiempo que le

tomó a cada participante llevarla a cabo. En promedio se

tardaron dieciocho (18) minutos para completar el

experimento, desde el ingreso al sistema, hasta el envío de la

actividad de aprendizaje.

Finalmente los usuarios diligenciaron un instrumento, se les

expresaron los agradecimientos por la participación en la

prueba y se les solicitó su consentimiento para utilizar los

resultados en el presente documento.

A. Análisis de resultados:

En cuanto a la interacción con el OABVI, la mayoría

(alrededor del 73%) de los usuarios participantes en el

experimento, indicaron que el ingreso a la aplicación fue muy

bueno.

Además de esto, se tenía clara la ruta a seguir para cumplir

con el objetivo de la prueba. Por ejemplo, para

aproximadamente el 55% de la población participante, dicha

ruta temática fue clara, y para el 78% de los encuestados el

esquema de navegación dentro del sistema fue claro, es decir,

sabían cómo moverse y qué hacer dentro del prototipo.

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8

Fig. 6. Registro fotográfico de las pruebas

Fig 7. Claridad de la ruta temática del contenido

En lo relativo a las etiquetas interactivas, los usuarios, en un

porcentaje cercano al 73%, opinaron que su despliegue dentro

del video fue adecuado. Además, el 50% de los encuestados

consideraron que la interacción con dichas etiquetas fue fácil.

Fig 8. Interacción con las etiquetas

Para el 59% de los participantes, fue muy fácil continuar con

el despliegue del video después de haber accedido al

contenido adicional generado, mediante la interacción con una

etiqueta interactiva. Sin embargo, la forma de desplegar la

información adicional partiendo de una etiqueta interactiva en

este prototipo, fue medianamente apropiada para

aproximadamente el 64% de los encuestados y apropiada para

el 36%.

Teniendo en cuenta los propósitos para los cuales este tipo de

herramientas deberían ser utilizadas, el 82% de las personas

participantes, indicaron tener clara su finalidad y a partir de

allí, a un 90% les gustaría acceder a este tipo de material a

través del televisor, a un 86% a través de un teléfono móvil y

por medio de una tableta, a un porcentaje aproximado del

90%. Dichas preferencias no son excluyentes y solamente se

pretende indicar, que en caso de disponibilidad de alguno de

estos dispositivos, los usuarios les gustarían acceder a este tipo

de contenidos a través de ellos.

Fig 9. Preferencia de uso en dispositivo Móvil

Fig 10. Preferencia de uso en un televisor

La preferencia mostrada por el público seleccionado, acerca de

si les gustaría que este tipo de objetos fuesen utilizados en

entornos académicos, dictó un porcentaje próximo al 82% y en

ambientes de entretenimiento, de un 95%, lo que muestra que

en general, los participantes percibieron la posibilidad de

utilizar también este tipo de objetos en ambientes distintos al

educativo, ampliando de esta forma, su posible espectro de

uso.

En cuanto a los elementos complementarios de los OABVI,

como las ventanas con contenido adicional, al 68% de los

usuarios encuestados le pareció adecuado tener acceso a

contenidos anexos. Para el 77% de los encuestados, es clara la

intención del foro creado dentro del objeto.

Fig 11. Propósito del foro (Herramienta colaborativa)

El procedimiento para acceder a la actividad de aprendizaje

fue fácil para un 50% de los encuestados y muy fácil para el

27%, lo que indica que la mayoría de las personas accedieron

a dicha actividad y la completaron en un porcentaje cercano al

73%.

La validación técnica del prototipo es bastante sencilla, se

definen dos dimensiones, una de funcionalidad y otra de

plataforma de despliegue, se verifica si las funcionalidades

pueden ser desplegadas en la plataforma.

Las funcionalidades del OABVI a testear son:

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9

• Reproducción de video (VoD)

• Etiquetas Interactivas

• Realización de las actividades de aprendizaje

• Herramientas Colaborativas

Estas funcionalidades se validaron correctamente en las

siguientes plataformas:

• Laptop con conexión a Internet

• Tableta con Sistema operativo Android

• Smart Phone con Sistema operativo Android

• Google TV

Las funcionalidades no se desplegaron correctamente en:

• Smart Phone con sistema operativo IOS

• Televisor de DVT T2 con HBBTV

La razón por la cual el despliegue en estos dispositivos no fue

posible es que los mismos no soportan los estándares en los

cuales se creo el OA, de modo que se requiere utilizar

estándares más universales como HTML5 y adaptaciones con

XML.

V. CONCLUSIONES

La principal pretensión de este trabajo es la validación del

modelo de T-Learning multiplataforma y la validación del

OABVI, mediante pruebas experimentales. Realizadas las

pruebas y analizando los resultados de los instrumentos

aplicados a los usuarios se puede concluir:

El modelo es valido, los servicios, contenidos y aplicaciones

de T-Learning se pueden desplegar en diferentes plataformas

de IDTV, siendo cada una de ellas complementaria.

Igualmente es posible utilizar diferentes dispositivos de

usuario final para acceder a los servicios y contenidos alojados

en Internet, siguiendo un poco los paradigmas de computación

en la nube.

Sin embargo para que todas las plataformas tengan

interoperabilidad es necesario utilizar tecnologías estándares

como HTML5 y XML, el uso de tecnologías más propietarias

o cerradas como Flash, impide el correcto despliegue en un

ambiente multiplataforma.

Por otra parte desplegar contenidos en diferentes dispositivos

tiene dificultades desde el punto de vista de la usabilidad, pues

no todos los dispositivos tiene las mismas características,

capacidades y posibilidades de interacción, por ejemplo en el

caso de los televisores donde únicamente se cuenta con un

control remoto, las interacciones del usuario con el contenido

son limitadas y esto puede afectar negativamente el proceso de

enseñanza-aprendizaje. Así se hace necesario implementar

mecanismos que permitan adaptar el contenido a las

capacidades del dispositivo con el objetivo de incrementar su

usabilidad.

En cuanto al OABVI, se verifica que es posible enriquecer un

video convencional con diferentes interacciones para su uso en

ambientes de aprendizaje, de igual manera se valida su

facilidad de uso por parte de los usuarios finales.

Finalmente, una conclusión adicional es que a partir de los

resultados obtenidos se observa que el modelo creado es

funcional, no solo en ambientes educativos, sino también en

diversos entornos, tales como entretenimiento o publicidad

televisiva, independiente del dispositivo de despliegue y

ejecución.

VI. TRABAJOS FUTUROS

Actualmente el grupo de trabajo se encuentra desarrollando

avances sobre este prototipo en las siguientes líneas:

Independencia de dispositivo y adaptación de contenidos, se

busca que los contenidos sean capaces de desplegarse en

cualquier dispositivo y de adaptarse a las características

de los mismos, para ello se requiere utilizar estándares

multiplataforma como HTML5 y adaptaciones basadas en

XML.

Creación de OA con diferentes tipos de medios, en este

trabajo los OA se basan en video, se busca crear OA con

otro tipo de medios como imágenes, texto, audio, etc.

Ingreso de texto y navegación, se está trabajando en

solucionar el problema de la navegación e ingreso de

texto en televisores por medio de controles remotos. Este

frente se ha atacado con el desarrollo de interfaces

multimodales que integran la pantalla del TV con

dispositivos móviles.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo se desarrolla en el macro proyecto de

Televisión Interactiva iTV del Centro de Excelencia y

Desarrollo Tecnológico ARTICA “Alianza Regional de TICS

Aplicadas”.

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