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SISTEMA ASISTENTE EXPERTO PARA LA SELECCIÓN DE ESTRATEGIAS INSTRUCCIONALES BASADAS EN LAS TEORÍAS DEL DISEÑO EDUCATIVO EN EL CONTEXTO DE LAS CARRERAS DE INGENIERÍAAutores

Nombre: Alejandro ArmandoApellido: Hossian Organización: Facultad Regional Neuquén - Universidad Tecnológica NacionalPaís: ArgentinaE-mail: [email protected]

Nombre: RamónApellido: García Martínez Organización: Universidad Nacional de LanúsPaís: ArgentinaE-mail: [email protected]

Nombre: LilianApellido: Cejas Organización: Facultad Regional Neuquén - Universidad Tecnológica NacionalPaís: ArgentinaE-mail: [email protected]

Tema: Reingeniería de la educación en ingeniería

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Página 1 de 1WEEF 2012

21/10/2012http://127.0.0.1:4001/information.php?doc=426

Sistema Experto para la selección de Estrategias Instruccionales en el contexto de las Carreras de Ingeniería. Un enfoque basado en las

Teorías del Diseño Educativo

Resumen La instrucción puede ser vista como la creación intencional de condiciones en el entorno de aprendizaje a fin de facilitar el logro de determinados objetivos educacionales. Desde un punto de vista didáctico, la instrucción consiste en un conjunto de actividades de aprendizaje, las cuales normalmente se articulan en determinadas estrategias. El sistema de información que se presenta en este trabajo intenta capturar el “saber hacer” de diseñadores instruccionales y por lo tanto es capaz de recomendar estrategias adecuadas que faciliten el alcance de los objetivos de la instrucción por parte de los educandos, en el contexto del ambiente de aprendizaje que se trate. Para ello el sistema se basa en un modelo de la instrucción que sintetiza teorías, resultados de investigación y experiencia en el área del diseño instruccional a fin de converger hacia el logro de un diseño de instrucción altamente efectivo en la concreción de sus premisas. Palabras claves: Sistema Experto, Educando, Diseño Instruccional, Estrategias Instruccionales y Actividades Instruccionales.

Abstract Instruction may be seen as the intentional creation of conditions around learning so as to facilitate the accomplishment of predetermined goals. From a didactic point of view, instruction consists of a related group of learning activities, which are normally based upon well defined pedagogical strategies. The expert system described in this paper tries to capture the know how of highly qualified instructional designers and so it is capable of recommending suitable pedagogical strategies which facilitate the overtaking of instructional goals in the context of the learning environment which may be dealt with. For that purpose, the system described here is based on a pattern of instruction which synthesizes theories, research results and experience in the instructional design area in order to converge towards the accomplishment of an instructional design which will be highly effective in the concretion of its premises. Keywords: Expert System, Student, Instructional Design, Instructional Strategies y Activity’s Instructional.

Hossian, A., Garcia-Martinez, R., Cejas, L. 2012Sistema Asistente Experto para la Selección de Estrategias Instruccionales

Basadas en las Teorías del Diseño Educativo en el Contexto de las Carreras de Ingeniería Proceedings of World Engineering Education Forum. ISBN 978-987-1896-05-9

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1. INTRODUCCIÓN La base sustancial que conforma el cuerpo del presente artículo de investigación lo constituye la tesis de maestría en el campo de la Ingeniería de Software desarrollada y defendida por el autor en la Universidad Politécnica de Madrid: “Sistema de Asistencia para la Selección de Estrategias Instruccionales”, la cual consistió en la construcción de un sistema experto que recomienda estrategias y actividades de enseñanza en función de variables educativas tales como: características del estudiante, tipo de contenido a enseñar, objetivos y ambiente de aprendizaje entre otras (1). En este sentido, se considera que la instrucción consiste en la creación intencional de determinadas condiciones en el contexto en el cual tiene lugar el proceso de aprendizaje, a los fines de que el educando alcance determinados objetivos educacionales. Esto tiene como consecuencia que el educando interactúe con las experiencias de aprendizaje provistas por el entorno instruccional, tales como materiales de respaldo, herramientas y personas con el propósito de facilitarle al estudiante la obtención de las metas curriculares y los objetivos que componen la instrucción. Ahora bien, desde un punto de vista didáctico la instrucción consiste en un conjunto de actividades de aprendizaje, las cuales están diseñadas para facilitarle al estudiante la obtención de las metas curriculares y los objetivos que la componen (2). Las actividades pueden definirse como todo lo que se espera que hagan los educandos para aprender, practicar, aplicar, evaluar o de cualquier otro modo responder al contenido curricular, incluyendo lectura y escritura entre otras cosas. En esta línea de razonamiento, estas actividades se articulan en determinadas estrategias instruccionales y son las encargadas de hacer operativas dichas estrategias. Las estrategias a las que se hace referencia, consisten en métodos educativos (técnicas didácticas) que ofrecen una guía explícita sobre la mejor forma de ayudar a los estudiantes aprendan los conocimientos y los puedan aplicar en la confección de modelos para problemas de ingeniería (3). Cabe señalar, que en el presente trabajo se coloca el énfasis en los aspectos conceptuales del sistema experto; es decir, en lo que respecta a las aportaciones con las que este contribuye para mejorar la calidad de la enseñanza en el contexto de las carreras de ingeniería; sin entrar en los detalles de carácter informático que posibilitaron su construcción. Desde este punto de vista cabe afirmar, que la concepción de este sistema constituyó una tarea de carácter interdisciplinario teniendo en cuenta la labor conjunta de profesionales del dominio educativo y de las ciencias de la computación, especialmente la “inteligencia artificial”, como soporte informático para su desarrollo. 2. ESTADO DEL ARTE DEL DISEÑO INSTRUCCIONAL El diseño de la instrucción puede entenderse como un conjunto de procedimientos sistemáticos para el desarrollo de ambientes educativos, siendo altamente recomendable que este diseño se base en principios teóricos que justifiquen la razón de los procedimientos y estrategias empleadas (4). Conforme a esta idea, es de interés señalar la siguiente frase: “El diseño y desarrollo instruccional deben basarse en alguna teoría de aprendizaje y/o conocimiento, siendo posible el diseño efectivo solo si la persona o equipo que lo desarrolla ha efectuado una meditada toma de conciencia de las bases teóricas subyacentes en el diseño” (5). Desde este punto de vista, cabe suponer que un diseño instruccional efectivo surge a partir de la aplicación deliberada de alguna teoría particular de aprendizaje, tal como la teoría conductista, cognitivista o constructivista, entre otras. Dentro de esta línea de pensamiento, los métodos (estrategias) de instrucción deben incorporar una teoría de aprendizaje y, fundamentalmente, reflejar una epistemología (6). Las bases teóricas que posee como soporte el diseño instruccional, se pueden establecer desde dos perspectivas: “descriptiva o prescriptiva” (7).



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Desde un punto de vista descriptivo, la teoría se considera como un conjunto de descripciones concernientes a qué resultados se observan como consecuencia de la aplicación de un modelo de instrucción determinado dado y bajo ciertas condiciones del ambiente de aprendizaje. Desde un punto de vista prescriptivo, la teoría hace referencia a un conjunto de normas o prescripciones que intentan justificar cuál es el modelo de instrucción más adecuado a los efectos de alcanzar los resultados deseados bajo determinadas condiciones del ambiente de aprendizaje. Es decir, que la teoría que fundamenta el diseño instruccional presenta una serie de modelos que recomiendan las estrategias instruccionales apropiadas. A estas teorías, se las llama “Teorías del Diseño Instruccional” o también “Teorías de Diseño Educativo” (8). 2.1 Teorías Descriptivas Este tipo de teorías se focaliza en la descripción de los efectos que se producen cuando tiene lugar una clase determinada de sucesos causales, es decir que describen la secuencia en la que se produce un determinado tipo de sucesos. Por ejemplo, la teoría del tratamiento de la información es descriptiva, dado que entre otras cosas hace referencia a que la información nueva ingresa en la memoria inmediata antes de entrar en la llamada “memoria a largo plazo”, pero no indica que es lo que se debe hacer para facilitar el aprendizaje. “Las teorías descriptivas son de utilidad para predecir (dado un suceso causal, predecir qué efecto tendrá, o, dado un suceso en un proceso, predecir cual es el efecto que se va a producir a continuación) o para explicar (dado un efecto que ha sucedido, explica que es lo que lo debe haber causado o la ha precedido)” (8). 2.2 Teorías Prescriptivas Estas teorías están orientadas hacia la práctica o hacia un objetivo y proporcionan orientaciones acerca del/os método/s que deben ser usados a la hora de conseguir de la mejor manera posible un objetivo dado. En otros términos, se focalizan en los medios necesarios para obtener unos objetivos de aprendizaje y de desarrollo predeterminados en lugar de estar orientadas hacia la descripción (con una marcada orientación hacia los resultados de unos acontecimientos dados). Así es que por ejemplo, si deseamos fomentar la retención a largo plazo de algún tipo de información nueva que va a tener lugar (un objetivo educativo), entonces se debería ayudar al educando a que relacione esa información con otro tipo de conocimientos pertinentes que haya recibido con anterioridad (un método educativo). Al estar orientadas hacia la práctica, estas teorías tienen una mayor utilidad para los educadores, dado que proporcionan una orientación directa acerca de cómo lograr sus objetivos. Por otra parte, las teorías prescriptivas permiten identificar métodos educativos (modos o estrategias de favorecer y facilitar el aprendizaje), así como también situaciones en las que estos métodos deban ser o no utilizados. Es decir, que para enseñar bien es necesario contar con métodos diferentes para las diferentes ocasiones a las que se debe enfrentar un educador (10). 2.3 Principales diferencias entre las Teorías Descriptivas y las Teorías Prescriptivas A modo de síntesis, se puede concluir que las teorías orientadas hacia la práctica pretenden proporcionar una orientación directa a los educandos acerca de la clase de métodos que hay que utilizar para conseguir los distintos objetivos, mientras que las teorías descriptivas intentan ofrecer un entendimiento más profundo de los efectos producidos por los fenómenos. Conforme a lo expuesto, cabe señalar que las teorías descriptivas también resultan de utilidad para los estudiantes, ya que explican por qué funciona una teoría de diseño determinada y en qué forma puede ayudar al educando a la creación de sus propias teorías para todas aquellas situaciones en las que no existe ninguna teoría adecuada (11). La principal preocupación de las personas encargadas de desarrollar y poner a prueba teorías descriptivas es la validez de las mismas, mientras que en el caso de las teorías prescriptitas, el foco está colocado en la preferencia (es decir, si un método determinado contribuye a la



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consecución de los objetivos propuestos de una manera mejor que cualquier otro medio conocido). Por estas razones, las teorías de diseño requieren metodologías de investigación muy diferentes a la de las teorías descriptivas. 3. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA El principal problema que se le presenta a quien debe diseñar un cierto entorno educativo, es la cantidad de variables que interactúan entre sí y que deben ser tenidas en cuenta para un diseño efectivo de la instrucción (objetivos de la instrucción, perfiles del educando, naturaleza del dominio, contenido a enseñar, contexto del aprendizaje y entorno tecnológico). En otras palabras, el desafío para el diseñador del ambiente educativo consiste en identificar aquellas Estrategias Instruccionales más apropiadas a embeber en el diseño de la instrucción (12). Es decir, que métodos educativos resultan ser los más adecuados para asistir a las personas destinatarias de la instrucción, a fin de poder proveer un diseño altamente efectivo de esta. Esta tarea de identificación de estrategias y actividades que hagan operativas a las mismas, presenta una serie de dificultades:

La cantidad de variables que interactúan entre si y que constituyen los datos de entrada que conforman el escenario de la instrucción.

En una consideración inicial, las principales variables que influyen en el ambiente de aprendizaje a diseñar y que convergen en dicho escenario son: el contenido curricular, los objetivos curriculares, el educando, el contexto de aprendizaje y los recursos tecnológicos. El análisis extensivo que se requiere para cada una de estas variables así como la interacción entre ellas, resultan ser de gran complejidad.

Existen diversas estrategias instruccionales (métodos educativos), a saber: las que están relacionadas con las teorías del aprendizaje, las que se infieren de acuerdo al dominio de conocimiento al cual pertenece el contenido, las que se infieren en función del contexto en que se da el aprendizaje, las que se ajustan al nivel de desarrollo y al estilo de aprendizaje de del educando, y al entorno tecnológico, entre otras variables. No existe una estrategia que funcione para determinados datos del escenario de la instrucción, sino que, en líneas generales, el diseñador identifica un conjunto de métodos que se consideran los adecuados a tal efecto.

De acuerdo a lo expresado, el problema del diseño instruccional puede ser considerado como complejo. En función de la cantidad de variables interdependientes a ser tomadas en consideración, resulta muy difícil estandarizar el proceso de solución.

La literatura disponible en diseño instruccional, aún si menciona el juego de variables a ser tomado en consideración en un proceso de diseño, no presenta el conocimiento organizado en una forma sistemática y no ofrece una metodología para construir sistemas instruccionales que funcionen en cualquier caso y diversas condiciones del ambiente de aprendizaje.

En base a estas consideraciones, el estado actual del diseño instruccional no parece incorporar procedimientos sistemáticos para el desarrollo de estrategias de aprendizaje óptimas que satisfagan las necesidades de los dominios específicos y de los objetivos de aprendizaje para los educandos. 4. SOLUCIÓN PROPUESTA En este contexto, se ha considerado conveniente la construcción de un Sistema que asista a los Diseñadores Instruccionales en la selección de las estrategias y actividades más adecuadas a embeber en el diseño de la instrucción. En base a la descripción del problema presentado en la sección 3, se propone el desarrollo de un sistema que, dadas las características más relevantes de un ambiente de aprendizaje basado en computadoras (educando, contexto, contenido y objetivos), asista al diseñador de ambientes



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educativos en la selección de las estrategias y actividades mas adecuadas a embeber en el diseño de la instrucción. 4.1 Una propuesta de Modelo Multidimensional al Diseño Instruccional Un ambiente instruccional efectivo debe tratar con un conjunto de variables que interactúan, las cuáles, debido al análisis extensivo que se requiere para definir sus características, son consideradas como dimensiones educativas. La figura 1 ilustra un Modelo Multidimensional que refleja la interacción de las cuatro dimensiones principales que se analizan en este trabajo y que conforman el escenario de la Instrucción: Objetivos Curriculares, Tipo de Educando, Dominio de Conocimiento y Contexto de Aprendizaje. La interdependencia entre estas dimensiones establece el conjunto de Estrategias y Actividades Instruccionales que se consideran apropiadas para las características que presentan las dimensiones educativas citadas.

Figura 1: Diagrama del Modelo Multidimensional que refleja la interdependencia entre las dimensiones que conforman el escenario de la Instrucción

Para cada una de las citadas dimensiones se tienen atributos con sus respectivos valores. Para la dimensión del educando se tienen atributos tales como: “nivel de conocimiento previo”, “estilo de aprendizaje”, “nivel de motivación” y “nivel de desarrollo”. A su vez, este juego de atributos inherentes a la dimensión del educando puede tomar la siguiente combinación de valores: bajo para el nivel de conocimiento previo, visual para el estilo de aprendizaje), alto para el nivel de motivación y operacional abstracto para el nivel de desarrollo. La figura 2 ilustra este concepto para determinados valores de estos atributos:

Figura 2: Diagrama de la dimensión Tipo de Educando con sus atributos y valores posibles Para la dimensión de los objetivos curriculares se entiende que estos pueden estos pueden describirse en términos del atributo “nivel de procesamiento cognoscitivo” que requieren las

Objetivos Curriculares

Estrategias Instruccionales

Contexto de Aprendizaje

Tipo de Educando

Dominio de Conocimiento

Tipo de Educando

Nivel de conocimiento previo: bajo Estilo de Aprendizaje: visual Nivel de Motivación: alto Nivel de Desarrollo: operacional abstracto



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operaciones mentales activadas en el educando en función de la tarea que éste debe procesar, el cual puede tomar valores tales como: bajo, medio o alto. La figura 3 ilustra esta idea donde el valor del atributo toma el valor medio:

Figura 3: Diagrama de la dimensión Objetivos Curriculares con su atributo y valores posibles Cabe señalar que para establecer este valor, se tomó como base conceptual una clasificación de los comportamientos estudiantiles que representan los resultados deseados del proceso educativo (13). Esta forma de ordenar los comportamientos desde los más simples (conocimiento y comprensión), pasando por los de complejidad intermedia (aplicación y análisis) y hasta los más complejos (síntesis y evaluación), se sustenta en la idea de que un comportamiento simple particular puede integrarse junto con otros, también simples, para llegar a formar uno más complicado. Para la dimensión correspondiente al dominio de conocimiento se establecieron atributos tales como: “tipo de dominio” y “dominio específico”. El primer atributo puede tomar los valores estructurado o complejo; mientras que en el caso del segundo atributo se contemplaron como valores ciertos dominios de conocimiento (Medicina, Ingeniería, Computación y Matemática entre otros campos). La figura 4 ilustra este concepto para determinados valores de estos atributos:

Figura 4: Diagrama de la dimensión Dominio de Conocimiento con sus atributos y valores posibles Es importante hacer mención a lo siguiente en lo que respecta a estos atributos: en opinión de los expertos, un dominio estructurado o también llamado “bien definido” (weell defined), presenta la particularidad de que la interdependencia de conceptos se da a nivel de organización jerárquica. Es decir, que en este tipo de dominio, es necesario que el educando conozca un determinado concepto para poder aprender otro. Por ejemplo, primero se debe aprender a sumar y luego a multiplicar. La Matemática y la Física son ejemplos de dominio estructurado. Por su parte, el dominio complejo se caracteriza por la existencia de múltiples conceptos que a su vez dependen de otros conceptos para su adecuada comprensión, Un dominio como la Medicina se considera complejo, pues por ejemplo, un estudiante de esta área debe relacionar el funcionamiento de determinados sistemas del cuerpo humano para poder llegar a comprender como trabaja un sistema particular, tal como el sistema nervioso donde convergen el cerebro, médula espinal, etc. A tal efecto se puede afirmar, que esta clase de dominios presentan una alta interdependencia entre conceptos. A las consideraciones anteriores cabe agregar, que el dominio de conocimiento al cual pertenece el contenido también contribuye a definir estrategias de instrucción específicas a tal efecto; en otros términos, las estrategias generales que se determinen para el caso de que el dominio sea de carácter estructurado o complejo, se complementan con estrategias específicas que se sabe se ajustan para un dominio de conocimiento particular (managment, matemáticas, medicina, computación, etc) (14). Para la dimensión correspondiente al contexto de aprendizaje se establecieron atributos tales como: “modalidad de uso” y “modalidad de estudio”. El primer atributo puede tomar los

Objetivos Curriculares Nivel de procesamiento cognoscitivo: medio

Dominio de Conocimiento

Tipo de dominio: complejo Dominio específico: Medicina



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valores individual o grupal; mientras que en el caso del segundo atributo se contemplaron como valores (tutorial o distancia). La figura 5 ilustra este concepto para determinados valores de estos atributos:

Figura 5: Diagrama de la dimensión Contexto de Aprendizaje con sus atributos y valores posibles Estos atributos con sus valores fueron determinados por los expertos en el proceso de construcción del sistema, a los efectos de consignar ciertas limitaciones inherentes a las condiciones del ambiente de aprendizaje. En tal sentido, se desea significar que se pueden citar otros atributos referidos al contexto, como las características del instructor, variables que reflejan la interacción entre los estudiantes y entre estos y el instructor; lo cual hacía mucho más compleja la tarea de construcción del sistema. Por tal razón, se determinaron estos atributos para esta dimensión. El Modelo Multidimensional propuesto recomienda el conjunto de Estrategias Instruccionales que mejor se adapta al conjunto de valores ingresados para cada atributo de cada una de las dimensiones que conforman este modelo. La figura 6 ilustra un determinado conjunto de estrategias para determinados valores de atributos de las dimensiones que conforman el modelo:

Figura 6: Diagrama de la dimensión Estrategias Instruccionales La forma de implementar el Modelo Multidimensional propuesto es a través del sistema experto, cuyo funcionamiento general se explica en la próxima subsección. 4.2 Esquema de funcionamiento del Sistema Experto propuesto El sistema experto que se construyó para la implementación del modelo multidimensional, se llevó a cabo con la asistencia de especialistas en el campo del diseño instruccional y la informática, más específicamente Ingenieros de Conocimiento cuya especialidad es la construcción de sistemas informáticos de esta clase. Con la asistencia de los primeros se elaboró el núcleo conceptual del sistema, cuyos aspectos generales fueron expuestos en la sección 4.1; mientras que los segundos establecieron las bases metodológicas y de programación para la construcción del sistema. En este sentido, se empleó la metodología IDEAL para la construcción de estos sistemas y su base de programación consiste en la implementación de reglas de inferencia del tipo Si……. Entonces……. La metodología citada propone un proceso de construcción compuesto por cinco fases:

1. Estudio de Viabilidad del Sistema Experto 2. Educción de Conocimientos para la construcción del Sistema Experto 3. Conceptualización de los conocimientos que conforman la base del Sistema Experto 4. Formalización de los conocimientos que conforman la base del Sistema Experto 5. Implementación de estos conocimientos por medio de la herramienta de

programación seleccionada

Contexto de Aprendizaje

Modalidad de uso: individual Modalidad de estudio: tutorial

ESTRATEGIAS INSTRUCCIONALES

Activar en el educando formas de pensamiento cooperativo Estimular en el educando actividades de inferencia y de reflexión Estimular en el educando actividades que promuevan la asociación de conceptos



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Las reglas de inferencia que conforman el soporte de programación del sistema experto podrían ser del siguiente tipo: Si el Tipo de dominio es complejo y el Nivel de procesamiento cognoscitivo es medio y la Modalidad de uso es individual y la Modalidad de estudio es tutorial y el Nivel de conocimiento previo es bajo Entonces se recomienda Estimular en el educando actividades de inferencia y de reflexión y Estimular en el educando actividades que promuevan la asociación de conceptos Desde un punto de vista más general y teniendo en cuenta las entradas al sistema, el procesamiento de las mismas y las salidas que el mismo proporciona, la estructura general de funcionamiento del sistema se ilustra en figura 7:

Figura 7: Estructura general de funcionamiento del Sistema Experto La idea central que subyace en la representación del esquema de la figura 7, consiste en ilustrar las bases del funcionamiento del sistema. En este sentido, en el cuadro de la izquierda se visualizan las variables de entrada al sistema representadas por los valores de los atributos que componen las dimensiones del modelo multidimensional y que son ingresadas por el usuario, en el cuadro central se procesan estas variables por medio de la implementación de reglas de inferencia que son las que conforman la llamada “Base de Conocimiento” del sistema experto (15). Estas reglas se construyen con la colaboración de los especialistas en el campo del diseño instruccional, y cuyos elementos centrales para elaboración de las reglas son los que se observan en el cuadro central (Categorización de Objetivos Curriculares y Aplicación de Teorías Descriptivas y Prescriptivas entre otros factores de menor relevancia). Finalmente y como consecuencia del procesamiento de las variables que el usuario ingresa en el sistema, este proporciona como elementos de salida el conjunto de estrategias instruccionales que mejor se ajustan conforme a las variables ingresadas. 4.3 Una propuesta de Modelo de Instrucción para la enseñanza en el Ciclo Básico de las

carreras de Ingeniería La idea central se esta subsección consiste en esbozar los lineamientos generales de una propuesta metodológica para la implementación de un modelo de instrucción que se sustente en los principales modelos pedagógicos para la enseñanza de la ingeniería; en otros términos, adecuar las estrategias y actividades que recomienda el sistema experto hacia la formación de los futuros ingenieros (16). En este sentido, se considera apropiado que estas recomendaciones se asienten en principios tales como la “construcción de modelos”, el “análisis crítico” y la “pericia

Ingreso de las características del Diseño Instruccional al

Sistema Experto Tipo de Educando

Objetivos Curriculares Dominio de Conocimiento Contexto de Aprendizaje

ENTRADA SALIDA

Salida del Sistema Experto

Estrategias Instruccionales

PROCESO

Procesamiento de las características del Diseño Instruccional al Sistema

Experto Categorización de Objetivos

Curriculares Aplicación de Teorías Descriptivas

y Prescriptivas



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en la aplicación de los diferentes procedimientos de cálculo”. En consecuencia, la citada propuesta metodológica consiste en un proceso conformado por cinco “fases”, las cuales se implementan de manera progresiva en asignaturas del ciclo básico de carreras de ingeniería, con la idea de adecuarse lo mejor posible al estadio cognitivo que poseen los educandos en las etapas iniciales de sus estudios. Las fases del mencionado proceso son las siguientes (17): I) Incorporación de los conceptos base del domino del problema a la estructura cognitiva del

estudiante II) Construcción de un modelo conceptual del problema en la estructura cognitiva del estudiante III) Construcción del modelo matemático representativo del problema IV) Resolución del modelo matemático y análisis de los resultados obtenidos V) Elaboración de una base de casos de análisis A modo de ejemplo se citan las características de la fase I, en la cual el estudiante incorpora los conceptos más relevantes asociados al dominio que se le presenta; algunas de las estrategias que recomienda el sistema experto para esta fase consisten en la “formulación de preguntas con una fluida retroalimentación acerca de las respuestas que proporciona el estudiante” y “promover la asociación de los conocimientos previos que posee el estudiante con los conceptos que están presentes en el problema”. En (16) y (17) se especifican con detalle las características de las diferentes fases que conforman el proceso metodológico que se propone en el dictado de las asignaturas del ciclo básico. 5 CONCLUSIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN A continuación se presentan las conclusiones y futuras líneas de investigación correspondientes al presente artículo: En lo que respecta a las conclusiones:

1. La consolidación de un Modelo Multidimensional que vincula las diferentes dimensiones que lo conforman:

Tipo de Educando Objetivos Curriculares Dominio de Conocimiento Contexto de Aprendizaje Estrategias Instruccionales

2. Desarrollo de una herramienta informática, como lo es el sistema experto, que permite automatizar la estructuración del saber de los especialistas en el campo del diseño instruccional, a los efectos de asistir a los docentes universitarios en el dictado de sus cátedras en función de las características que presentan sus cursos.

3. No obstante la complejidad que caracteriza a un proceso de diseño de instrucción, el modelo multidimensional planteado permite procesar las diferentes variables de entrada al sistema por medio de elementos que son relevantes para llevar a cabo el dicho proceso, tales como las Teorías Descriptivas, Teorías Descriptivas y la Categorización de los Objetivos Curriculares.

4. Se considera la implementación de un proceso metodológico focalizado en modelos pedagógicos adecuados a la enseñanza de la ingeniería, que permitan custodiar en forma permanente que las estrategias y actividades sugeridas por el sistema experto tengan como soporte principios fundamentales para la formación del ingeniero; tales como la “construcción de modelos”, el “análisis crítico” y la “pericia en la aplicación de los diferentes procedimientos de cálculo”.

En lo que respecta a las futuras líneas de investigación: I. Dado que el presente sistema contempla solo el aspecto cognitivo del educando, se

propone extender el modelo a los dominios Psicomotor y Afectivo, a los efectos de tener en cuenta su influencia en el modelo multidimensional y su correspondiente implementación por medio del sistema experto.



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II. Incorporar razonamiento aproximado en el proceso de inferencia, con el objeto de poder modelar los niveles de incertidumbre presentes en las recomendaciones que emite el sistema experto, propios de un dominio con elevados niveles de impredictibilidad como lo es el diseño instruccional.

III. Incorporar la variable del instructor y su relación con el educando para dotar al modelo multidimensional de un contexto que se ajuste más a la realidad áulica que experimenta el docente.

IV. Continuar con el proceso de implementación del presente modelo en los cursos del ciclo básico de las carreras de ingeniería que se dictan en la Facultad Regional Neuquén de la Universidad Tecnológica Nacional, con la idea de estimular el espíritu crítico y analítico de los estudiantes en las fases iniciales de sus estudios universitarios.

V. Promover una mayor articulación con los ciclos superiores de las carreras de ingeniería que se dictan en dicha Facultad para realizar un seguimiento adecuado del proceso en dichos ciclos.

Referencias

(1) Hossian Alejandro, Sistema de Asistencia para la Selección de Estrategias Instruccionales., Tesis de Magíster

en Ingeniería del Software., Instituto Tecnológico de Buenos Aires., Universidad Politécnica de Madrid, 2003.

(2) Jonassen, D. H. Certainty., Determinism and Predictability in Theories of Instructional Design: Lessons from Science., Ed. Educational Technology., 1997.

(3) Adler, M. The Paedeia proposal: An Educationmanifiesto., Ed. Nueva York: Mc Millan., 1982.

(4) Gagné R. M., Briggs L. J. & Wager W. W., Principles of Instructional Design., Ed.

(5) Cuban, L. (1998). A fundamental puzzle of school reform. Phi Delta Kappa, 69 (5), 341 – 344

(6) Brophy, J. & Alleman, J. (1991, May) Activities as instructional tools: A framework for analysis

and evaluation. Educational Researcher, pp. 9 – 22

(7) Merrill, M. D., Instructional Transaction Theory: Instructional Design Based on Knowledge Objects., Ed. Educational Technology, 36, 30-37., 1996.

(8) Reigeluth, Charles. M. Instructional design theories and models: a new paradigm of instructional theory., Ed. Lawrence Erlbaum Associates., 1999.

(9) Schuel, T. J., Cognitive Conceptions of Learning., Ed. Review of Educational Research., Vol 56 (4) pp. 411- 436., 1996.

(10) Perkins, D. N. Smart schools: Better thinking and learning for every child., Ed. Nueva York: The Free Press., 1992.

(11) Jonassen, D. H. (1997). Certainty, Determinism and Predictability in Theories of InstructionalDesign: Lessons from Science. Educational Technology, 37, 27-37.

(12) Wilson, B. G. (1996). Constructivist Learning Environments: Case Studies in Instructional Design. Educational Technology Publications. Englewood Cliffs, New Jersey.

(13) Bloom, B. S. (1956). Taxonomy of Educational Objetivies. Handbook I: cognitive domain. New York: Davis McKay.

(14) “Theory into Practice (TIP)”, Greg Kearsley, The Walden Institute, George Washingtong University).

(15) Giarratano, J y Riley, G. (2001). Sistemas Expertos. Principios y Programación. InternationalThomson Editores

(16) Hossian, A., Cejas, L., Rubesa, A. (2011). “Modelo de Instrucción para la enseñanza en el Ciclo Básico de las carreras de Ingeniería. Un enfoque hacia la construcción de modelos”. I Congreso Internacional de Enseñanza de las Ciencias y la Matemática II Encuentro Nacional de Enseñanza de la Matemática (I CIECyM). Argentina.

(17) Hossian, A., Cejas, L., Torti, G. (2012). “Análisis de caso de estudio en la asignatura Física I en el marco de un proceso de instrucción”. II Congreso de Educadores en Ciencias Empíricas en Facultades de Ingeniería 2012 (ECEFI 2012) – Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Mendoza – Argentina.



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