Plattform Musikalische Bildung

Bei der Plattform Musikalische Bildung handelt es sich um ein Projekt der Hochschule für Musik Detmold. Die Plattform vereinigt in sich Ideen zum vernetzten Musiklernen, neu entwickelten Online-Musiklern-Tools sowie den Austausch und die Modifizierung dieser erstellten Kurse durch andere Dozenten und Lehrenden. Die Plattform steht allen Dozenten und Lehrern, Studierenden und Schülern an Hochschulen, aber auch Musikschulen und allgemein bildenden Schulen kostenlos zur Verfügung. Auf die Einblendung von Werbebannern wird verzichtet. Die Inbetriebnahme einer Betaversion ist im Oktober 2014 erfolgt. Weitere Ausbaustufen sind in Planung aber noch nicht gegenfinanziert.

Putting It All Together

Putting it all together: technology design drivers to move your classroom from your campus to the world This workshop will introduce methodologies available for moving the current “classroom” mindset to a learning environment without boundaries. Participants will explore the design drivers necessary to create the technology supports for transcendent learning environments.

“Jo wunderbar so im apriu kann man nicht mehr erwarten, capisci?” Multilingualism in a German language class for retired Italian migrants in Berne

Our proposal presents some aspects and results of a project of the University of Bern dealing with the consequences of retirement on multilingual competences. Referring to De Bot (2007), who defined "language related major life events" as moments in life relevant for changes in multilingual competences, we assume that retirement can be a turning point in a language biography. Firstly, there are phenomena, such as the cessation of the use of a foreign language, which was formerly related to work. Secondly, retirement might elicit the improvement of foreign language skills as a way to spend excess time after retirement or as a “cognitive exercise”. Many language schools have identified the people of advanced age as a group of major interest and increasingly offer so-called 50+ (fifty plus) courses in their curriculum. Furthermore, the concept of lifelong learning is increasingly gaining importance, as the reference by the European commission (LLP) indicates. However, most of the programs are intended for educated middle-class people and there are considerably fewer offers for people who are less familiar with learning environments in general. The present paper aims at investigating the multilingual setting of an offer of the second kind: a German language course designed for retired, established Italian workforce migrants living in the city of Berne, Switzerland. The multilingual setting is given by the facts that migrants living in Berne are confronted with diglossia (Standard German and Swissgerman dialects), that the Canton of Berne is bilingual (German and French) and that the migrants' mother tongue, Italian, is one of the Swiss national languages. As previous studies have shown, most of the Italian migrants have difficulties with the acquisition of Standard German due to the diglossic situation (Werlen, 2007) or never even learnt any of the German varieties. Another outcome of the linguistic situation the migrants are confronted with in Berne, is the usage of a continuum of varieties between Swissgerman dialect and Standard German (Zanovello-Müller, 1998). Therefore, in the classroom we find several varieties of German, as well as the Italian language and its varieties. In the present paper we will investigate the use of multilingual competences within the classroom and the dynamics of second language acquisition in a setting of older adults (>60 years old), learning their host country’s language after 40 years or more of living in it. The methods applied are an ethnographic observation of the language class, combined with qualitative interviews to gain in-depth information of the subjects’ life stories and language biographies.

Virtual Patients in continuing medical education and residency training: a pilot project for acceptance analysis in the framework of a residency revision course in pediatrics.

AIM Virtual patients (VPs) are a one-of-a-kind e-learning resource, fostering clinical reasoning skills through clinical case examples. The combination with face-to-face teaching is important for their successful integration, which is referred to as "blended learning". So far little is known about the use of VPs in the field of continuing medical education and residency training. The pilot study presented here inquired the application of VPs in the framework of a pediatric residency revision course. METHODS Around 200 participants of a pediatric nephology lecture ('nephrotic and nephritic syndrome in children') were offered two VPs as a wrap-up session at the revision course of the German Society for Pediatrics and Adolescent Medicine (DGKJ) 2009 in Heidelberg, Germany. Using a web-based survey form, different aspects were evaluated concerning the learning experiences with VPs, the combination with the lecture, and the use of VPs for residency training in general. RESULTS N=40 evaluable survey forms were returned (approximately 21%). The return rate was impaired by a technical problem with the local Wi-Fi firewall. The participants perceived the work-up of the VPs as a worthwhile learning experience, with proper preparation for diagnosing and treating real patients with similar complaints. Case presentations, interactivity, and locally and timely independent repetitive practices were, in particular, pointed out. On being asked about the use of VPs in general for residency training, there was a distinct demand for more such offers. CONCLUSION VPs may reasonably complement existing learning activities in residency training.

THE EFFECT OF PERSON-ENVIRONMENT INTERACTION ON ANXIETY, DEPRESSION, AND SUBJECTIVE DISTRESS OF OPTOMETRY STUDENTS

The purpose of this study was to investigate whether an incongruence between personality characteristics of individuals and concomitant charcteristics of health professional training environments on salient dimensions contributes to aspects of mental health. The dimensions examined were practical-theoretical orientation and the degree of structure-unstructure. They were selected for study as they are particularly important attributes of students and of learning environments. It was proposed that when the demand of the environment is disparate from the proclivities of the individual, strain arises. This strain was hypothesized to contribute to anxiety, depression, and subjective distress.^ Select subscales on the Omnibus Personality Inventory (OPI) were the operationalized measures for the personality component of the dimensions studied. An environmental index was developed to assess students' perceptions of the learning environment on these same dimensions. The Beck Depression Inventory, State-Trait Anxiety Inventory and General Well-Being schedule measured the outcome variables.^ A congruence model was employed to determine person-environment (P-E) interaction. Scores on the scales of the OPI and the environmental index were divided into high, medium, and low based on the range of scores. Congruence was defined as a match between the level of personality need and the complementary level of the perception of the environment. Alternatively, incongruence was defined as a mismatch between the person and the environment. The consistent category was compared to the inconsistent categories by an analysis of variance procedure. Furthermore, analyses of covariance were conducted with perceived supportiveness of the learning environment and life events external to the learning environment as the covariates. These factors were considered critical influences affecting the outcome measures.^ One hundred and eighty-five students (49% of the population) at the College of Optometry at the University of Houston participated in the study. Students in all four years of the program were equally represented in the study. However, the sample differed from the total population on representation by sex, marital status, and undergraduate major.^ The results of the study did not support the hypotheses. Further, after having adjusted for perceived supportiveness and life events external to the learning environment, there were no statistically significant differences between the congruent category and incongruent categories. Means indicated than the study sample experienced significantly lower depression and subjective distress than the normative samples.^ Results are interpreted in light of their utility for future study design in the investigation of the effects of P-E interaction. Emphasized is the question of the feasibility of testing a P-E interaction model with extant groups. Recommendations for subsequent research are proposed in light of the exploratory nature of the methodology. ^

Impacto de la plataforma virtual Webinfo en los procesos de aprendizaje del idioma inglés en el nivel universitario : Experiencia aúlica

Se presentan los resultados obtenidos del seguimiento efectuado durante el año 2006 a alumnos del primer año de las carreras del profesorado y traductorado de inglés de la Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educación (F.H.C.E.) de la Universidad Nacional de La Plata (U.N.L.P.) en el uso de una plataforma virtual de enseñanza-aprendizaje. La motivación principal en la implementación de una plataforma virtual surge de la necesidad de poder brindar a los alumnos de Lengua Inglesa 1 más horas de práctica del idioma y de poder guiarlos en su primer año de estudios. Si bien la experiencia realizada en los prácticos de la cátedra de Lengua Inglesa 1 por parte de los alumnos en el uso de una plataforma virtual no fue muy extensa en tiempo, sí fue enriquecedora en datos que nos proporcionaron los usuarios con respecto a la factibilidad de poder implementar la modalidad 'blended learning' en futuros cursos. Este trabajo resume los datos y presenta algunas conclusiones preliminares

Impacto de la plataforma virtual Webinfo en los procesos de aprendizaje del idioma inglés en el nivel universitario : Experiencia aúlica

Se presentan los resultados obtenidos del seguimiento efectuado durante el año 2006 a alumnos del primer año de las carreras del profesorado y traductorado de inglés de la Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educación (F.H.C.E.) de la Universidad Nacional de La Plata (U.N.L.P.) en el uso de una plataforma virtual de enseñanza-aprendizaje. La motivación principal en la implementación de una plataforma virtual surge de la necesidad de poder brindar a los alumnos de Lengua Inglesa 1 más horas de práctica del idioma y de poder guiarlos en su primer año de estudios. Si bien la experiencia realizada en los prácticos de la cátedra de Lengua Inglesa 1 por parte de los alumnos en el uso de una plataforma virtual no fue muy extensa en tiempo, sí fue enriquecedora en datos que nos proporcionaron los usuarios con respecto a la factibilidad de poder implementar la modalidad 'blended learning' en futuros cursos. Este trabajo resume los datos y presenta algunas conclusiones preliminares

Impacto de la plataforma virtual Webinfo en los procesos de aprendizaje del idioma inglés en el nivel universitario : Experiencia aúlica

Se presentan los resultados obtenidos del seguimiento efectuado durante el año 2006 a alumnos del primer año de las carreras del profesorado y traductorado de inglés de la Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educación (F.H.C.E.) de la Universidad Nacional de La Plata (U.N.L.P.) en el uso de una plataforma virtual de enseñanza-aprendizaje. La motivación principal en la implementación de una plataforma virtual surge de la necesidad de poder brindar a los alumnos de Lengua Inglesa 1 más horas de práctica del idioma y de poder guiarlos en su primer año de estudios. Si bien la experiencia realizada en los prácticos de la cátedra de Lengua Inglesa 1 por parte de los alumnos en el uso de una plataforma virtual no fue muy extensa en tiempo, sí fue enriquecedora en datos que nos proporcionaron los usuarios con respecto a la factibilidad de poder implementar la modalidad 'blended learning' en futuros cursos. Este trabajo resume los datos y presenta algunas conclusiones preliminares

The Experience of Helicopters subject-course in the OCW-UPM Project. A Proposal on Technology Dissemination.

An experience developed by the authors in the design of educational tools, funded on multimedia support for using in teaching, will be presented. These tools have been used on the subject of Helicopters, http://ocw.upm.es/ingenieriaaeroespacial/ helicopteros at the Universidad Politécnica de Madrid (E.U.I.T. Aeronáutica). Throughout more than ten years, these didactical and educational elements have been defined and developed. It has the singularity that most of them have been designed for undergraduate students, as a part of their end of degree projectwork. This peculiarity has led to a wide range of proposals and solutions, as well as an appropriate approach. depending on the level of knowledge. The evolution of tools for developing these materials will be presented, discussing advantages and disadvantages. Finally, we will advance the new materials which are being prepared at present.

System Integration in a UAS design. An example of undergraduate student's tasks.

Systems integration is the origin of most major difficulties found in the engineering design of aeronautical vehicles. The whole design team must assure that each subsystem accomplishes its particular goals and that, together with the rest of the systems, they all meet the general aircraft requirements.Design and building of UAS is a field of actuation to which leading Universities, research Centers and Aeronautical designers have dedicated a lot of effort. In recent years, a team of students, lecturers and professors at the Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Aeronáutica (EUITA) have been working on the design and building of a UAS for civil observation. The design of multi-mission Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has seen a rapid progress in the last years. A wide variety of designs and applications, some of them really ingenious, have been proposed. The project, which has been going on as a teamwork experience for the last ten years, consists of the design and building of a UAV, and its peculiarity is that it has been carried out entirely by undergraduate students, as part of their Final Research Project. The students face a challenge that includes all the features and stages of an authentic engineering project. We present the current moment of evolution in the process, together with a description of the main difficulties the project has undergone, as a global experience in engineering design and development.

Nuevos métodos y herramientas para la creación y utilización de recursos multimedia en la educación

La educación y los entornos educativos están en constante evolución. Tanto alumnos como educadores cambian de hábitos, de maneras de aprender, de gustos, de dispositivos que manejan y de aplicaciones que usan regularmente entre otras cosas. Todos estos cambios vienen acompañados y fomentados en gran medida por la evolución paralela que experimenta la tecnología, tanto software en los programas utilizados, como hardware en los dispositivos y capacidades de éstos. La educación debe también adaptarse a estos cambios, tanto personales como tecnológicos y sacar el mayor provecho de ellos. El uso de Sistemas de Gestión del Aprendizaje está muy extendido en todos los centros educativos. Estos sistemas poseen un gran número de características y funcionalidades que permiten desde la aplicación de un modelo didáctico totalmente tradicional en el que el profesor imparte un contenido y los alumnos lo reciben a uno totalmente innovador en el que ocurren procesos totalmente diferentes. Por otro lado, el potencial que ofrecen los recursos multimedia no ha sido completamente aprovechado en la educación y supone una gran oportunidad. Esta tesis doctoral propone un conjunto de métodos y herramientas para la creación y el uso de recursos multimedia en la educación. Para ello el desarrollo de esta tesis parte de la definición de un modelo didáctico social, colaborativo y centrado en el alumno que servirá de hilo conductor y que integrará los diferentes y métodos y herramientas estudiados y desarrollados. En un primer paso se identifican varias herramientas y métodos para el aula, tales son la grabación de clases, donde se crea y posteriormente se mejora un carrito portátil de grabación que da muy buen resultado, las herramientas de grabación de screencast y la videoconferencia. Estas herramientas además se integran en una plataforma colaborativa dando lugar a una arquitectura completa y escalable que permite la realización de dichas actividades y la interconexión sencilla con el Sistema de Gestión del Aprendizaje. A continuación y ya en un entorno totalmente online se desarrolla una nueva plataforma de e-learning llamada Virtual Science Hub (ViSH) que consta de cuatro funcionalidades principales, red social, videoconferencia, repositorio educativo y herramienta de autor. En esta plataforma se aplicaron técnicas de recomendación proactiva tanto de recursos educativos como de otros usuarios similares. Por último se validó el modelo educativo completo usando algunas de las herramientas identificadas y desarrolladas en dos escenarios diferentes con gran éxito. Finalmente, esta tesis discute las conclusiones obtenidas a lo largo de la extensa investigación llevada a cabo y que ha propiciado la consecución de una buena base teórica y práctica para la creación de herramientas y métodos para la generación y el uso de recursos multimedia en la educación. ABSTRACT Education and learning environments are constantly evolving. Students and educators change the things their habits, their ways of learning, the things they like or the devices and applications that they use regularly among other things. All these changes are accompanied and fostered by the parallel evolution that technology experiences, both in the software programs used as in the hardware and capabilities of these devices. Education must also adapt to these changes, both personal and technological and get the most out of them. Learning Management Systems are widely used in all educational centers. These systems have a large number of features and functionalities. They allow from the implementation of a traditional teaching model in which the teacher gives content and students receive it to one absolutely innovative teaching model where totally different processes occur. Furthermore, the potential of multimedia resources has not been fully exploited in education and can be a great opportunity. This thesis proposes a set of methods and tools for the creation and use of multimedia in education. The development of this thesis starts with the definition of a social, collaborative and learner-centered model, that serves as a common thread and that integrates different tools and methods studied and developed. In a first step, several tools and methods for the classroom are identified, such as recording, where a portable kit is created and then improved giving very good results, screencast recording and videoconferencing. These tools also are integrated into a collaborative platform resulting in a complete, scalable architecture that enables the execution of such activities and a simple interconnection with the Learning Management System. In an fully online environment a new e-learning platform called Virtual Science Hub (ViSH) is created. It consists of four main features that combine and complement each other, social network, videoconferencing, educational repository and authoring tool. In this platform proactive recommendation of both educational resources and similar users is applied. In a last step the entire educational model using some of the tools identified and developed is successfully validated in two different scenarios. Finally, this thesis discusses the findings obtained during the extensive research carried out and has led to the achievement of a good theoretical and practical basis for the development of tools and methods for the generation and use of multimedia in education.

Uso de un sistema para la gestión del aprendizaje (LMS) de código libre en la Universidad Tecnológica del Suroeste de Guanajuato (UTSOE)

The use of the Information and Communication Technologies (ICT) in Learning Environment allows achieving the maximum interaction between Teachers and Students.The Virtual Learning Environments are computer programs that benefit the learning facilitating the communication between users. Open Source software allow to create the own online modular learning environment with a fast placed in service. In the present paper the use of a Learning Management Systems (LMS) as continuous education tool is proposed.

Una propuesta de modelado del estudiante basada en ontologías y diagnóstico pedagógico-cognitivo no monótono

Los recientes avances tecnológicos han encontrado un potencial campo de explotación en la educación asistida por computador. A finales de los años 90 surgió un nuevo campo de investigación denominado Entornos Virtuales Inteligentes para el Entrenamiento y/o Enseñanza (EVIEs), que combinan dos áreas de gran complejidad: Los Entornos Virtuales (EVs) y los Sistemas de Tutoría Inteligente (STIs). De este modo, los beneficios de los entornos 3D (simulación de entornos de alto riesgo o entornos de difícil uso, etc.) pueden combinarse con aquéllos de un STIs (personalización de materias y presentaciones, adaptación de la estrategia de tutoría a las necesidades del estudiante, etc.) para proporcionar soluciones educativas/de entrenamiento con valores añadidos. El Modelo del Estudiante, núcleo de un SIT, representa el conocimiento y características del estudiante, y refleja el proceso de razonamiento del estudiante. Su complejidad es incluso superior cuando los STIs se aplican a EVs porque las nuevas posibilidades de interacción proporcionadas por estos entornos deben considerarse como nuevos elementos de información clave para el modelado del estudiante, incidiendo en todo el proceso educativo: el camino seguido por el estudiante durante su navegación a través de escenarios 3D; el comportamiento no verbal tal como la dirección de la mirada; nuevos tipos de pistas e instrucciones que el módulo de tutoría puede proporcionar al estudiante; nuevos tipos de preguntas que el estudiante puede formular, etc. Por consiguiente, es necesario que la estructura de los STIs, embebida en el EVIE, se enriquezca con estos aspectos, mientras mantiene una estructura clara, estructurada, y bien definida. La mayoría de las aproximaciones al Modelo del Estudiante en STIs y en IVETs no consideran una taxonomía de posibles conocimientos acerca del estudiante suficientemente completa. Además, la mayoría de ellas sólo tienen validez en ciertos dominios o es difícil su adaptación a diferentes STIs. Para vencer estas limitaciones, hemos propuesto, en el marco de esta tesis doctoral, un nuevo mecanismo de Modelado del Estudiante basado en la Ingeniería Ontológica e inspirado en principios pedagógicos, con un modelo de datos sobre el estudiante amplio y flexible que facilita su adaptación y extensión para diferentes STIs y aplicaciones de aprendizaje, además de un método de diagnóstico con capacidades de razonamiento no monótono. El método de diagnóstico es capaz de inferir el estado de los objetivos de aprendizaje contenidos en el SIT y, a partir de él, el estado de los conocimientos del estudiante durante su proceso de aprendizaje. La aproximación almodelado del estudiante propuesta ha sido implementada e integrada en un agente software (el agente de modelado del estudiante) dentro de una plataforma software existente para el desarrollo de EVIEs denominadaMAEVIF. Esta plataforma ha sido diseñada para ser fácilmente configurable para diferentes aplicaciones de aprendizaje. El modelado del estudiante presentado ha sido implementado e instanciado para dos tipos de entornos de aprendizaje: uno para aprendizaje del uso de interfaces gráficas de usuario en una aplicación software y para un Entorno Virtual para entrenamiento procedimental. Además, se ha desarrollado una metodología para guiar en la aplicación del esta aproximación de modelado del estudiante a cada sistema concreto.---ABSTRACT---Recent technological advances have found a potential field of exploitation in computeraided education. At the end of the 90’s a new research field emerged, the so-called Intelligent Virtual Environments for Training and/or Education (IVETs), which combines two areas of great complexity: Virtual Environments (VE) and Intelligent Tutoring Systems (ITS). In this way, the benefits of 3D environments (simulation of high risk or difficult-to-use environments, etc.) may be combined with those of an ITS (content and presentation customization, adaptation of the tutoring strategy to the student requirements, etc.) in order to provide added value educational/training solutions. The StudentModel, core of an ITS, represents the student’s knowledge and characteristics, and reflects the student’s reasoning process. Its complexity is even higher when the ITSs are applied on VEs because the new interaction possibilities offered by these environments must be considered as new key information pieces for student modelling, impacting all the educational process: the path followed by the student during their navigation through 3D scenarios; non-verbal behavior such as gaze direction; new types of hints or instructions that the tutoring module can provide to the student; new question types that the student can ask, etc. Thus, it is necessary for the ITS structure, which is embedded in the IVET, to be enriched by these aspects, while keeping a clear, structured and well defined architecture. Most approaches to SM on ITSs and IVETs don’t consider a complete enough taxonomy of possible knowledge about the student. In addition, most of them have validity only in certain domains or they are hard to be adapted for different ITSs. In order to overcome these limitations, we have proposed, in the framework of this doctoral research project, a newStudentModeling mechanism that is based onOntological Engineering and inspired on pedagogical principles, with a wide and flexible data model about the student that facilitates its adaptation and extension to different ITSs and learning applications, as well as a rich diagnosis method with non-monotonic reasoning capacities. The diagnosis method is able to infer the state of the learning objectives encompassed by the ITS and, fromit, the student’s knowledge state during the student’s process of learning. The proposed student modelling approach has been implemented and integrated in a software agent (the student modeling agent) within an existing software platform for the development of IVETs called MAEVIF. This platform was designed to be easily configurable for different learning applications. The proposed student modeling has been implemented and it has been instantiated for two types of learning environments: one for learning to use the graphical user interface of a software application and a Virtual Environment for procedural training. In addition, a methodology to guide on the application of this student modeling approach to each specific system has been developed.

Especificaciones eMathTeacher, creación del Modelo Granular Lingüístico de la evaluación del aprendizaje humano, y diseño de sistemas que implementan estos conceptos

El concepto de algoritmo es básico en informática, por lo que es crucial que los alumnos profundicen en él desde el inicio de su formación. Por tanto, contar con una herramienta que guíe a los estudiantes en su aprendizaje puede suponer una gran ayuda en su formación. La mayoría de los autores coinciden en que, para determinar la eficacia de una herramienta de visualización de algoritmos, es esencial cómo se utiliza. Así, los estudiantes que participan activamente en la visualización superan claramente a los que la contemplan de forma pasiva. Por ello, pensamos que uno de los mejores ejercicios para un alumno consiste en simular la ejecución del algoritmo que desea aprender mediante el uso de una herramienta de visualización, i. e. consiste en realizar una simulación visual de dicho algoritmo. La primera parte de esta tesis presenta los resultados de una profunda investigación sobre las características que debe reunir una herramienta de ayuda al aprendizaje de algoritmos y conceptos matemáticos para optimizar su efectividad: el conjunto de especificaciones eMathTeacher, además de un entorno de aprendizaje que integra herramientas que las cumplen: GRAPHs. Hemos estudiado cuáles son las cualidades esenciales para potenciar la eficacia de un sistema e-learning de este tipo. Esto nos ha llevado a la definición del concepto eMathTeacher, que se ha materializado en el conjunto de especificaciones eMathTeacher. Una herramienta e-learning cumple las especificaciones eMathTeacher si actúa como un profesor virtual de matemáticas, i. e. si es una herramienta de autoevaluación que ayuda a los alumnos a aprender de forma activa y autónoma conceptos o algoritmos matemáticos, corrigiendo sus errores y proporcionando pistas para encontrar la respuesta correcta, pero sin dársela explícitamente. En estas herramientas, la simulación del algoritmo no continúa hasta que el usuario introduce la respuesta correcta. Para poder reunir en un único entorno una colección de herramientas que cumplan las especificaciones eMathTeacher hemos creado GRAPHs, un entorno ampliable, basado en simulación visual, diseñado para el aprendizaje activo e independiente de los algoritmos de grafos y creado para que en él se integren simuladores de diferentes algoritmos. Además de las opciones de creación y edición del grafo y la visualización de los cambios producidos en él durante la simulación, el entorno incluye corrección paso a paso, animación del pseudocódigo del algoritmo, preguntas emergentes, manejo de las estructuras de datos del algoritmo y creación de un log de interacción en XML. Otro problema que nos planteamos en este trabajo, por su importancia en el proceso de aprendizaje, es el de la evaluación formativa. El uso de ciertos entornos e-learning genera gran cantidad de datos que deben ser interpretados para llegar a una evaluación que no se limite a un recuento de errores. Esto incluye el establecimiento de relaciones entre los datos disponibles y la generación de descripciones lingüísticas que informen al alumno sobre la evolución de su aprendizaje. Hasta ahora sólo un experto humano era capaz de hacer este tipo de evaluación. Nuestro objetivo ha sido crear un modelo computacional que simule el razonamiento del profesor y genere un informe sobre la evolución del aprendizaje que especifique el nivel de logro de cada uno de los objetivos definidos por el profesor. Como resultado del trabajo realizado, la segunda parte de esta tesis presenta el modelo granular lingüístico de la evaluación del aprendizaje, capaz de modelizar la evaluación y generar automáticamente informes de evaluación formativa. Este modelo es una particularización del modelo granular lingüístico de un fenómeno (GLMP), en cuyo desarrollo y formalización colaboramos, basado en la lógica borrosa y en la teoría computacional de las percepciones. Esta técnica, que utiliza sistemas de inferencia basados en reglas lingüísticas y es capaz de implementar criterios de evaluación complejos, se ha aplicado a dos casos: la evaluación, basada en criterios, de logs de interacción generados por GRAPHs y de cuestionarios de Moodle. Como consecuencia, se han implementado, probado y utilizado en el aula sistemas expertos que evalúan ambos tipos de ejercicios. Además de la calificación numérica, los sistemas generan informes de evaluación, en lenguaje natural, sobre los niveles de competencia alcanzados, usando sólo datos objetivos de respuestas correctas e incorrectas. Además, se han desarrollado dos aplicaciones capaces de ser configuradas para implementar los sistemas expertos mencionados. Una procesa los archivos producidos por GRAPHs y la otra, integrable en Moodle, evalúa basándose en los resultados de los cuestionarios. ABSTRACT The concept of algorithm is one of the core subjects in computer science. It is extremely important, then, for students to get a good grasp of this concept from the very start of their training. In this respect, having a tool that helps and shepherds students through the process of learning this concept can make a huge difference to their instruction. Much has been written about how helpful algorithm visualization tools can be. Most authors agree that the most important part of the learning process is how students use the visualization tool. Learners who are actively involved in visualization consistently outperform other learners who view the algorithms passively. Therefore we think that one of the best exercises to learn an algorithm is for the user to simulate the algorithm execution while using a visualization tool, thus performing a visual algorithm simulation. The first part of this thesis presents the eMathTeacher set of requirements together with an eMathTeacher-compliant tool called GRAPHs. For some years, we have been developing a theory about what the key features of an effective e-learning system for teaching mathematical concepts and algorithms are. This led to the definition of eMathTeacher concept, which has materialized in the eMathTeacher set of requirements. An e-learning tool is eMathTeacher compliant if it works as a virtual math trainer. In other words, it has to be an on-line self-assessment tool that helps students to actively and autonomously learn math concepts or algorithms, correcting their mistakes and providing them with clues to find the right answer. In an eMathTeacher-compliant tool, algorithm simulation does not continue until the user enters the correct answer. GRAPHs is an extendible environment designed for active and independent visual simulation-based learning of graph algorithms, set up to integrate tools to help the user simulate the execution of different algorithms. Apart from the options of creating and editing the graph, and visualizing the changes made to the graph during simulation, the environment also includes step-by-step correction, algorithm pseudo-code animation, pop-up questions, data structure handling and XML-based interaction log creation features. On the other hand, assessment is a key part of any learning process. Through the use of e-learning environments huge amounts of data can be output about this process. Nevertheless, this information has to be interpreted and represented in a practical way to arrive at a sound assessment that is not confined to merely counting mistakes. This includes establishing relationships between the available data and also providing instructive linguistic descriptions about learning evolution. Additionally, formative assessment should specify the level of attainment of the learning goals defined by the instructor. Till now, only human experts were capable of making such assessments. While facing this problem, our goal has been to create a computational model that simulates the instructor’s reasoning and generates an enlightening learning evolution report in natural language. The second part of this thesis presents the granular linguistic model of learning assessment to model the assessment of the learning process and implement the automated generation of a formative assessment report. The model is a particularization of the granular linguistic model of a phenomenon (GLMP) paradigm, based on fuzzy logic and the computational theory of perceptions, to the assessment phenomenon. This technique, useful for implementing complex assessment criteria using inference systems based on linguistic rules, has been applied to two particular cases: the assessment of the interaction logs generated by GRAPHs and the criterion-based assessment of Moodle quizzes. As a consequence, several expert systems to assess different algorithm simulations and Moodle quizzes have been implemented, tested and used in the classroom. Apart from the grade, the designed expert systems also generate natural language progress reports on the achieved proficiency level, based exclusively on the objective data gathered from correct and incorrect responses. In addition, two applications, capable of being configured to implement the expert systems, have been developed. One is geared up to process the files output by GRAPHs and the other one is a Moodle plug-in set up to perform the assessment based on the quizzes results.

Laboratorios virtuales y docencia de la automática en la formación tecnológica de base

Recientemente, ha surgido un interés por aprender a programar, debido a las oportunidades profesionales que da este tipo de estudios universitarios. Es fácil de entender porque el número de trabajos para programadores e ingenieros informáticos está creciendo rápidamente. Por otro lado, un amplio grupo de psicólogos opinan que el pensamiento computacional es una destreza fundamental para cualquiera, no sólo para los ingenieros informáticos. Para leer, escribir y realizar operaciones aritméticas, deberíamos utilizar el pensamiento computacional y por lo tanto, para desarrollar todas las habilidades analíticas de los niños. Es necesario cambiar los requerimientos de las destrezas necesarias para trabajar, los nuevos trabajadores necesitarán destrezas más sofisticadas en ciencias, matemáticas, ingeniería y tecnología. Consecuentemente, los contenidos sobre Tecnología de la Información tales como electrónica, programación, robótica y control se incrementan en la educación tecnológica en enseñanza secundaria. El desarrollo y utilización de los Laboratorios Virtuales de Control y Robótica ayuda a alcanzar este objetivo. Nos vamos a centrar en control y robótica porque un proyecto de control y robótica incluye contenidos de otras tecnologías tales como electrónica, programación, … Se ha implementado un sitio web con Laboratorios Virtuales de Control y Robótica. En este trabajo, se muestran seis grupos de laboratorios virtuales para la enseñanza del control y la robótica a niveles preuniversitarios. Estos laboratorios virtuales han sido usados para la docencia de alumnos de enseñanza secundaria. Las estadísticas del proceso de enseñanza-aprendizaje permiten validar ciertos aspectos de dicho trabajo. Se describen dichos laboratorios y la mejora del aprendizaje en cuanto a conocimientos procedimentales y conceptuales, así como la mejora de la interactividad respecto al aprendizaje con análogas aplicaciones con objetivos de aprendizaje idénticos, pero careciendo de la componente de laboratorio virtual. Se explican algunas de las experiencias realizadas con los alumnos. Los resultados sugieren, que dentro de la educación tecnológica de la educación secundaria, los laboratorios virtuales pueden ser explotados como un efectivo y motivacional entorno de aprendizaje. ABSTRACT Recently, there has been a surge of interest in learning to code, focusing especially on career opportunities. It is easy to understand why: the number of jobs for programmers and computer scientists is growing rapidly. On the other hand, the psychologists think that computational thinking is a fundamental skill for everyone, not just for computer scientists. To reading, writing, and arithmetic, we should add computational thinking to every child’s analytical ability. It is necessary to change workforce requirements mean that new workers will need ever more sophisticated skills in science, mathematics, engineering and technology. Consequently, the contents about Information Technology as well as electronics, coding, robotics and control increase in Technology Education in High School . The development and utilization of the Virtual Laboratories of Control and Robotics help to achieve this goal. We focus on control and robotics because a control and robotics project includes other technologies contents like electronics, coding,... A web site with Virtual Laboratories of Control and Robotics was implemented. In this work, six groups of virtual laboratories for teaching control and robotics in preuniversity level are shown. These Virtual Laboratories were used for teaching students at high school. The statistics of teaching-learning process allow to check some issues of this work. The laboratories, the improvement of learning (concepts and procedures) and interactivity are described and are compared to similar applications. They share identical learning objectives but they lack the virtual laboratory aspect. Some experiences with students are explained too. The results suggest that within high school technology education, virtual laboratories can be exploited as effective and motivational learning environments.