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Software de Simulacin aplicado aentornos de e-learning
2009
Laboratorio de Investigacin de SoftwareUniversidad Tecnolgica Nacional
Facultad Regional Crdoba
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Titulo del Proyecto
Software de Simulacin aplicado a entornos de e-learning
Aclaracin
El presente proyecto se enmarca dentro de las actividades a desarrollar por el grupo
Simul, el cual dirigir sus esfuerzos en alcanzar los objetivos descriptos en el presente.
Tema-Problema
Educacin virtual - Desarrollos para los procesos de enseanza aprendizaje y para la
transferencia de conocimientos en las disciplinas cientficas y tecnolgicas - Desarrollo
de software
Director/a
Cardenas, Marina Elizabeth
Lugar de trabajo
Universidad Tecnolgica Nacional - Facultad Regional Crdoba - Laboratorio de
Investigacin de Software.
Descripcin del problema-tema abordado
Los modelos de simulacin por computadora permiten reproducir de manera realista y
detallada la naturaleza de procesos tecnolgicos, situacionales y aspectos de la vida
cotidiana que, en ocasiones, resultan de difcil comprensin empleando herramientas
didcticas convencionales. La posibilidad de explorar un entorno grficamente
atractivo, pero gobernado por reglas complejas susceptibles, hasta cierto, punto de
manipulacin - favorece una situacin de enseanza-aprendizaje radicalmente
innovadora y consecuente con numerosos postulados de la Pedagoga Interactiva.
En el presente proyecto se pretende desarrollar un software que permita construir
modelos informticos del comportamiento de sistemas, que por su complejidad no
pueden abordarse ni analtica ni numricamente. Dicho software est orientado a
ctedras de Modelos y Simulacin de carreras universitarias con orientacin a la
Informtica, con el objetivo fundamental de lograr que los alumnos puedan interactuar
con dicho software para reforzar y poner a prueba sus conocimientos adquiridos en la
materia, como as tambin, en el transcurso de su carrera universitaria. Dicha
experimentacin permitir que el alumno pueda extraer conclusiones acerca de los
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conceptos adquiridos, como as tambin, tomar decisiones sobre la base de un marco
prctico (a travs del software) y un marco terico (por medio de material terico que
complementar las actividades prcticas) que le ayudar a resolver los problemas
planteados, implementar modelos para la resolucin de problemas y analizar sus
causas-efectos y alternativas de solucin.
Para ello, se pretende implementar el software en un entorno de e-learning que
soporte el proceso de aprendizaje a travs de simulaciones de problemas de la vida
real, dentro de un marco terico que permitir establecer los fundamentos
subyascentes de la aplicacin de la metodologa de simulacin.
Objetivos
Objetivo General:
Desarrollar un software de Simulacin para aplicacin de los conocimientos de los
alumnos en un entorno de e-learning para ctedras de Modelos y Simulacin de
carreras orientadas a la Informtica.
Objetivos Especficos:
Que el estudiante logre comprender los conceptos de modelos y simulacin.
Que desarrolle la capacidad de determinar las posibilidades de aplicacin de
los conceptos de simulacin en sistemas de informacin.
Motivar hacia la investigacin y el anlisis de situaciones de la realidad.
Identificar y saber aplicar distintos mtodos de recoleccin de informacin para
la generacin de distribuciones de probabilidad en funcin de datos de la realidad.
Que el alumno adquiera los conocimientos necesarios para disear un proceso
de simulacin completo, trasladando el modelo a programas de computacin.
Fomentar la implementacin de la simulacin de modelos y sistemas como una
metodologa para emprender proyectos de desarrollo de sistemas, principalmente en
entornos complejos.
Que el estudiante logre, mediante la simulacin por computadora:
* Resolver ejercicios de simulacin de sistemas discretos y continuos.
* Aplicar la tcnica de Montecarlo para la resolucin de diversos
problemas.
* Resolver problemas de simulacin de sistemas dinmicos con los que se
puede enfrentar en la vida profesional.
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Etapas previstas para el proyecto y breve descripcin de la metodologa
La metodologa de desarrollo del software se basa principalmente en las etapas
mencionadas mas abajo con la utilizacin de UML (Lenguaje de Modelado Unificado)
para la especificacin de requerimientos, sin embargo, el desarrollo del entorno de
simulacin, estar basado en diferentes tcnicas propias de la simulacin de modelos,
segn las caractersticas de los problemas a representar. Las etapas involucradas en
el proyecto, son:
- Investigacin de programas acadmicos de ctedras de Modelos y Simulacin de
carreras universitarias orientadas a la informtica de Argentina.
- Definicin de reas y temas a modelar segn los programas investigados.
- Benchmarketing de herramientas de e-learning.
- Modelizacin del software de e-learning.
- Implementacin del software.
- Pruebas internas del software.
-Pruebas de campo en ctedras de Modelos y Simulacin en diversas universidades
de Argentina.
La metodologa tambin est basada en el modelo MARS (Modelo - Asociacin -
Representacin - Escenario) que propone cuatro espacios de trabajo para la
concepcin y el desarrollo de una simulacin educativa:
El espacio modelo: En este espacio, se hace la descripcin abstracta del
sistema a simular. El modelo define tanto la parte esttica como la parte dinmica del
sistema. Para esto se utilizan propiedades, mtodos y un diagrama de estados y
transiciones.
El espacio representacin: En este espacio, se define la interfaz de la
simulacin. La interfaz se compone de objetos de interaccin y de objetos decoracin.
Los objetos de interaccin, se definen por su visualizacin y su comportamiento. Al
igual que el modelo, su comportamiento se define con propiedades, mtodos y un
diagrama de estados y transiciones.
El espacio asociacin: este espacio permite definir las relaciones existentes
entre el modelo y su presentacin. A travs de las asociaciones, el modelo informa a la
interfaz de los cambios ocurridos y a su vez la interfaz informa al modelo cuando el
alumno ha actuado sobre la interfaz.
El espacio escenario: en este espacio, se definen los ejercicios que el alumno
puede realizar con la simulacin y la orientacin asociada a cada uno de ellos.
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Resultados esperados
Entre los resultados que esperamos obtener, se pueden mencionar los siguientes:
- Un sistema Web de e-learning.
- Software de Simulacin embebido en el sistema Web de e-leaning.
- La aplicacin ser desarrollada en el lenguaje JAVA y por ello resulta portable a
distintas plataformas. En el campo del modelado y simulacin es muy interesante
contar con una herramienta flexible que a partir de una amplia biblioteca de bloques
funcionales que permita realizar modelos a base de conectar bloques funcionales.
Impacto esperado de los resultados de la investigacin en la resolucindel problema abordado, en el desarrollo econmico- social y la
generacin de nuevas tecnologas en el futuro inmediato
Se espera que el desarrollo de este software, permita que los alumnos puedan
realizar:
1) Bsqueda y representacin de la informacin: El punto de partida es siempre el
conocimiento de los elementos esenciales del modelo; interface grfica, variables,
objetivos, recursos, etc. Para ello, los alumnos debern buscar informacin sobre el
simulador y, con frecuencia, sobre la realidad simulada, adaptndola posteriormente a
la trama representacional prescrita en el modelo simulado.
2) Comprensin e integracin del conocimiento. Existen numerosas evidencias sobre
el papel de los simuladores en la produccin de aprendizajes significativos mediante la
manipulacin directa y exploracin del modelo virtual, lo que establece que lo alumnos
aprenden mejor a travs de lo que hacen, construyen y comparten.
3) Procesos de toma de decisiones. Una de las grandes ventajas de los simuladores
radica en el hecho de poder someter a prueba el resultado de las decisiones. Los
mltiples parmetros que modulan dinmicamente el comportamiento del sistema
artificial, se articulan en base a una matriz compleja, repleta de escenarios alternativos
de problemas y soluciones.
4) Trabajo cooperativo. Contribuye a un conocimiento ms detallado de la realidad
simulada a partir de la interaccin entre alumnos.
5) Interdisciplinariedad. Muchos de los problemas abordados en los simuladores
rebasan el mbito de una materia concreta lo cual propicia una integracin entre los
contenidos de diferentes ctedras.
Impacto que pudiera tener la investigacin propuesta en la generacin de
conocimiento, en la disciplina y/o rea de investigacin
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Uno de los principales problemas para la integracin de la computadora en las aulas,
ya se a nivel universitario, terciario, etc. es la falta de materiales educativos
computarizados adecuados para resolver los problemas de enseanza-aprendizaje
que el docente encuentra diario. Este problema, tiene orgenes diversos. Muchas
veces la produccin de dichos materiales no responde a necesidades especficas sino
a problemas generales. De otra parte, los materiales producidos son completamente
cerrados, el docente no puede modificarlos para adaptarlos segn el problema de
aprendizaje que se le presenta.
La integracin de software educativo, como las simulaciones, en un entorno de e-
learning, permitir la incorporacin de la tecnologa informtica a las aulas
universitarias, con el objetivo de aportar una herramienta que favorezca el desempeo
profesional de los alumnos, ya que podrn experimentar en entornos que representan
la realidad, a travs de modelos de la misma, pero de una forma mas interactiva y
constructivista.
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