C. Tejedor , J. Adserías, A. De Luis, J. Simón, C. Marcos, I.E. Sánchez y A. Chordi1.- Introducción
Las tendencias dinámicas de las tecnologías de la información han marcado el desarrollo de la educación y la formación durante los últimos años. El World Wide Web en crecimiento constante y el predominio creciente de los instrumentos y tecnologías multimedia en red, están promoviendo un cambio y una nueva visión del conocimiento y del aprendizaje.
Con el fin de irnos adaptando a estos cambios, comenzamos en 1996, a través de un proyecto AST, a diseñar un modelo de servidor departamental educativo, accesible mediante Internet, con las herramientas adecuadas para poder y utilizar, en una asignatura, los programas multimedia, las simulaciones interactivas, las imágenes y vídeos digitalizados, las notas y esquemas de clases, los textos o artículos de revistas, los exámenes, las calificaciones, etc., es decir, todos aquellos sistemas de transferencia de información en alumnos y profesores entre ambas direcciones.
2.- Infraestructura tecnológica
Para que los alumnos y profesores pudieran acceder a los materiales educativos desde cualquier ordenador conectado a Internet se ha utilizado la infraestructura que se describe a continuación.
2.1.- Red telemática
La infraestructura de comunicaciones del Departamento de Microbiología y Genética (donde están ubicados los servidores y los profesores) y de las Facultades (donde están ubicadas las aulas de informática y las aulas de clases teóricas teleconectadas) se realiza utilizando la red troncal de comunicaciones de la Universidad. En cada edificio conectado a la red se han ubicado uno o varios conmutadores ethernet conectados al anillo de fibra óptica de la Universidad.
Cada servidor, cada hub de las aulas de informática, así como el resto de los puntos del Departamento (más de 100) dispone de una conexión directa a un puerto del conmutador. La conexión se realiza actualmente a 10 Mbps, pero estamos cambiando a 100 Mbps la de los servidores.
Los estudiantes y los profesores pueden acceder a la red universitaria desde los equipos informáticos con interface gráfico de las aulas, del departamento y desde su casa utilizando el servicio de acceso remoto de la Universidad o a través de un proveedor de Internet.
2.2.- Arquitectura cliente-servidor
Desde el punto de vista del software la distribución de los recursos multimedia se basa en una estructura cliente-servidor. Toda la información y recursos educativos puede visualizarse desde cualquier cliente Web gráfico (objetivo prioritario de nuestro proyecto). Usamos una arquitectura cliente servidor clásica de dos capas (cliente Web, servidor Web o gestor bases de datos), pero estamos intentando migrar hacia una estructura de tres con la capa intermedia dedicada a centralizar la gestión
2.3.- Servidores departamentales
Teniendo en cuenta la organización del Departamento de Microbiología y Genética y la del Instituto de Bioquímica y Microbiología del CSIC anexo, se han instalado servidores departamentales, que actúan como servidores de aplicaciones, ficheros, impresoras y ofimática. En la actualidad se dispone de 5 servidores, de los cuales 2 de ellos están dedicados a fines docentes.
En cuanto a los servidores educativos se ha optado por utilizar herramientas que proporcionen sencillez de instalación así como facilidad de manejo y configuración. Los servidores Web educativo están soportados por dos ordenadores PPC, y el software de servidor es WebStar 3.0. En uno de los ordenadores están también instalados un servidor de e-mail para los buzones de los estudiantes, un servidor de búsquedas dentro de los contenidos del servidor educativo, un servidor de FTP a los discos locales incluidos los de una CD-teca de 100 CD-ROM, y un servidor de archivos en red. En el otro ordenador están instaladas las bases de datos (más de 20 con más de 20.000 registros).
2.4.- Acceso a bases de datos
La integración de las bases de datos con los servidores y navegadores Web la hemos realizado, durante los primeros años, mediante dos sistemas: con programas de servidor (Netforms.acgi, ROFM.acgi, HyperCard.acgi) basados en CGI, el estándar Web de acceso a programas externos, y con conexiones CGI a la interfaz ODBC (Open Database Connectivity).
Desde hace año y medio hemos migrado al Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) de FileMaker. Este sistema permite publicar bases de datos en la Web e Intranet. Incorpora una ventaja sustancial ya que el soporte HTTP y la funcionalidad CGI están integrados dentro del producto, con lo que no es necesaria una aplicación CGI ni servidor Web suplementario. Unicamente es necesario utilizar el plug-in Web Companion de FileMaker en el servidor y CDML (Lenguaje de Marcas Dinámico de Claris), embebido dentro del código HTML de las páginas Web.
Aunque el FileMaker contiene campos para imágenes, en la mayoría de las bases de datos que hemos creado no los hemos utilizado. Se han diseñado como bases de datos textuales con campos para los URL de las imágenes y vídeos. El cliente interactúa en HTML con el SGBD, el cual interroga a la base de datos, lee dinámicamente el contenido de la base de datos presentándolo en formato de HTML, recoge los contenidos y los envía al browser (cliente).
3.- Contenidos de los servidores educativos
La mayoría de la información contenida en los servidores es pública, aunque existe otra, la confidencial o privada protegida por un identificador de usuario y una contraseña.
Hemos incluido las siguientes clases de recursos educativos:
- Información General sobre la Asignatura: programa, profesores, normas, forma de evaluación, planificación, calendario de prácticas y exámenes.
- Refuerzos del Aprendizaje, para los contenidos de las clases teóricas desde materiales propios de los profesores (guiones, resúmenes, presentaciones, preguntas) hasta recursos ajenos (enlaces a otros sitios Web, otros textos o documentos) y para las destrezas y aprendizajes de las clases prácticas (imágenes, vídeos, simulaciones).
- Recursos para Aprendizajes Complementarios, para profundizar en algunos de los temas del programa, para contenidos no incluidos en el programa pero relacionados con el temario, para búsquedas guiadas por el propio interés del estudiante.
- Herramientas de Comunicación alumno-profesor, (como e-mail, lista de distribución, tablón de anuncios, calificaciones) para mejorar el flujo de comunicación, para neutralizar el bloqueo que la masificación fomenta.
4.- Multimedia online para reforzar el aprendizaje
Facilitar el acceso a los recursos multimedia utilizados en las clases teóricas o prácticas es quizás el método más fácil y asequible que tenemos los profesores al alcance de nuestras manos para reforzar el aprendizaje. Sólo es necesario poner el material multimedia en el servidor Web al acabar la clase. Esto es particularmente importante en aquellos binomios asignatura-profesor (como nuestro caso) que utilizan muchas imágenes y vídeos para las clases. La re-utilización por parte de los alumnos de los recursos multimedia empleados en las clases es un refuerzo y en algunos casos hasta una necesidad.
En algunos casos, digitalizamos las diapositivas, las transparencias, las secuencias de vídeo y las insertamos en páginas Web, lo que supone un esfuerzo considerable que limita su utilización. Preferentemente utilizamos el programa de PowerPoint que permite combinar los textos con las imágenes y los vídeos en las presentaciones en el aula y que soporta la conversión automática a páginas HTML. También, recientemente y en ocasiones, la creación de la presentación multimedia en el aula la hemos realizado con un editor de páginas HTML. Este último procedimiento tiene la ventaja de la ubicación directa sin conversiones en el servidor Web y nos ha sido especialmente eficaz para la presentación en el aula y la distribución en Internet de formatos de objetos multimedia específicos como shockwave-flash de Macromedia.
Para reforzar el aprendizaje hemos puesto, además, en el servidor por cada tema del programa: uno o varios documentos multimedia con similar contenido, enfoque y nivel al de la asignatura, algunos enlaces a documentos o sitios de interés y algunas preguntas o ejercicios interactivos. El acceso a estos refuerzos se efectúa mediante las páginas de planificación de la asignatura en las que se incluye asimismo las fechas y profesores previstos para cada tema.
5.- Simulaciones multimedia online
Las simulaciones virtuales multimedia, aunque son complejas de desarrollar, tienen implicaciones bastante decisivas en la formación, pues están permitiendo sustituir aulas y laboratorios tradicionales por entornos virtuales. Entre las simulaciones cabe la de técnicas, de aparatos, de procesos, de casos, etc., y tienen una fuerte eficacia sobre el aprendizaje. El alumno tiene que tomar decisiones, interpretar, etc. de la misma manera que en la vida real. Nuestro grupo tiene más de diez años de experiencia sobre la eficacia docente de la utilización de simulaciones off-line y aunque hemos creado diversos programas de simulación en basic, pascal, hypertalk, lingo y java siempre hemos encontrado problemas en la distribución o ejecución de los mismos: dependencia de plataformas, singularidad de configuraciones, limitaciones de los ordenadores de los alumnos, rigidez de horarios, etc..
Para proporcionar acceso universal independiente de la plataforma hardware/software del alumno hemos migrado a simulaciones visualizadas con navegadores WWW y distribuidas mediante protocolo de transporte HTPP. Con las simulaciones ya creadas hemos utilizado los correspondientes plug-in (de SuperCard, shockwave de Director) en el navegador cliente, aunque con algunas situaciones de demoras y bloqueos en los ordenadores de las aulas de informática y de los propios alumnos con limitaciones en la RAM. Para las simulaciones de nueva creación utilizamos páginas Web interactivas mediante bases de datos y JavaScript que hemos usado para abordar dos temas en relación con las prácticas de la asignatura:
5.1.- Identificación de microorganismos
El aprendizaje de la identificación de microorganismos, como cualquier aprendizaje complejo, está compuesto de aprendizajes parciales que requieren destrezas diferenciadas: 1) destrezas manuales para la realización técnica, 2) destrezas visuales para la interpretación de imágenes, 3) destrezas en el manejo de tablas de identificación e interpretación de los datos de las mismas y 4) destrezas mentales para el algoritmo de selección de nuevas pruebas a realizar y más diferenciadoras para finalizar la identificación.
Estos aprendizajes parciales o destrezas específicas admiten diversas estrategias educativas, en entornos virtuales, que permiten mejorar las problemáticas de horario y de tiempo (de alumnos, de profesores, de laboratorio), eliminar las esperas del crecimiento de los microorganismos, suprimir los costes de los medios de cultivo, etc..
Posteriormente a las prácticas de laboratorio convencionales para la adquisición de las destrezas manuales se ofertan, por Internet, los siguientes recursos virtuales: 1) Ayuda multimedia (imágenes y vídeo) para la adquisición de destrezas visuales en la interpretación de los resultados de las pruebas 2) Pósters o galería de fotografías de 56 especies de microorganismos, con todas las imágenes de los resultados de las pruebas imprescindibles en la identificación de la especie, para la adquisición de destrezas en el manejo de las tablas y para la práctica de la interpretación de imágenes y 3) programa de simulación para la adquisición de la destreza intelectual de seleccionar, una a una, las pruebas más diferenciadoras a realizar, así como para reforzar los aprendizajes del manejo de tablas e interpretación de imágenes. En este programa de simulación se incluyen 250 casos de microorganismo aislados, cuyos datos, imágenes y vídeos están en el servidor. El programa presenta estos casos uno a uno junto con las pruebas de identificación que se pueden realizar. El alumno tiene que identificar el microorganismo haciendo click sobre alguna de las pruebas e interpretando las imágenes o vídeos que le presenta el programa.
5.2.- Simulación de análisis microbiológico de muestras
Está planteada como un juego para el estudiante, que va tomando decisiones sobre la naturaleza de una muestra para análisis microbiológico escogida al azar, analizando imágenes de cultivos y microscopias obtenidas de casos reales. Al concluir la partida el alumno debe saber si el paciente tiene infección o no, y que microorganismo la ha causado si la hay.
Aunque existen una serie de pruebas iniciales comunes para todos los microorganismos, el árbol de decisiones se ramifica a medida que profundizamos en la determinación y aparecen pruebas no aplicables. El sistema guía al alumno por el camino decisorio correcto y plantea las preguntas adecuadas a la etapa del análisis en curso. Esto se logra dinámicamente mediante el lenguaje de marcas de FileMaker (CDML) y JavaScript. Esta aplicación cliente-servidor esta planteada de forma abierta: hay posibilidad de seguir enriqueciendo fácilmente la base de datos con nuevos casos clínicos y acceso desde cualquier lugar del globo a través de Internet. Dos ventajas decisivas frente a un producto compilado.
6.- Multimedia online para los aprendizajes complementarios
La presión progresiva de reducir contenidos y créditos para las asignaturas de los planes de estudio nos está empujando a la eliminación de bastantes temas y al simple esbozo de muchos. Por su actualidad, por su posible interés merece la pena poder ofrecer algunos de estos temas a los estudiantes. Nosotros hemos resuelto el problema ofertándolos en las páginas Web.Algunos intentos de ofertar aprendizajes complementarios hemos tenido que abandonarlos por su complejidad técnica o por su nula utilización por los estudiantes como es el caso de una CD-teca con multimedia comerciales, enciclopedias temáticas y libros de texto en CD-ROM. Actualmente usamos dos metodologías para estos aprendizajes complementarios con recursos multimedia creados por nosotros específicamente para este fin, que están dando buenos resultados y que se exponen a continuación
6.1 Hipertextos multimedia con ejercicios de corrección automática
Seleccionamos algunos artículos de divulgación o revisiones actualizadas con dificultad media de comprensión, con introducciones motivadoras, con figuras y esquemas de alto nivel informativo y sobre temas de actualidad o de gran interés (unos 20 por asignatura). A las páginas Web con textos e imágenes les añadimos ejercicios interactivos para concentrar la atención en los aspectos más importantes y les incluimos un área para la realización de un resumen con el fin de que elaboren una breve síntesis del tema. El formulario con los ejercicios y el resumen son enviados al servidor educativo y a la base de datos. Los ejercicios una vez corregidos, calificados y añadida la retroalimentación en los fallos son enviados al cliente del alumno. La calificación y el resumen es guardada en el fichero del alumno. Para la corrección y archivo hemos migrado desde HyperCard como bases de datos e HyperTalk para la programación a un sistema intermedio, híbrido de HyperCard para la corrección y FileMaker para el archivo para finalmente y en la actualidad realizar todo el proceso con FileMaker mediante varios ficheros relacionados entre sí.
6.2 Cursos multimedia online
Se han incluido en el servidor cursos multimedia o minicursos sobre temas concretos como aprendizajes complementarios. La presentación de los contenidos se efectúan con páginas Web multimedia y están agrupados en dos grupos: el contenido principal y los contenidos de consulta. En el contenido principal se recoge lo esencial del curso, elaborado de forma sencilla, para que sea comprensible a cualquier nivel, buscando más la iniciación, la motivación, la visión panorámica del tema que suministrar una información completa y pormenorizada. Se utiliza un texto altamente jerarquizado en unidades, capítulos, secciones e ítems. Cada ítem consta de un párrafo de texto pequeño y una imagen en icono o thumbnail con un link a la correspondiente imagen de tamaño normal. Cuando es necesario y/o posible en lugar de la imagen se ubica un vídeo.
Pero la principal característica y la esencial causa de su eficacia es la interactividad. Estos cursos están basados en la realización de múltiples actividades interactivas con el servidor, actividades de exploración, actividades para el aprendizaje por reflexión, actividades para el aprendizaje incidental y guiado por el interés, con ejercicios y exámenes interactivos, corrección y retroalimentación automática en muchos casos, registro de las actividades y calificaciones en la base de datos de los alumnos y con múltiples herramientas para facilitar la comunicación alumno-profesor.
7.- Videoteca e iconoteca online
Se han incluido estos dos recursos multimedia en la red telemática con una doble finalidad: 1) proporcionar a los profesores un fácil mecanismo de selección de imágenes y vídeos para su inserción en las presentaciones de clases y 2) posibilitar su utilización por parte de los alumnos como refuerzos del aprendizaje aprovechando su capacidad de captación.
La Videoteca contiene actualmente 260 vídeos digitales sobre la disciplina, teniendo pendiente la conversión de analógico a digital de otros 500. Se utiliza una base de datos textual con campos para el URL del vídeo, área de interés, aplicaciones, palabras clave, tamaño, idioma y formato del vídeo. Las páginas HTML de entrada presentan las búsquedas ya prerealizadas a la vez que campos libres para las búsquedas. La página de respuesta muestra la mayor información posible de todos los registros que cumplen los requisitos de la búsqueda, evitando así la carga de vídeos que no sean los de elección. Los vídeos elegidos se muestran en páginas HTML nuevas, permitiendo continuar con la selección.
La Iconoteca contiene actualmente 4.100 imágenes y utiliza también una base de datos textual con campos para los URL, título, palabras clave y formato de la imagen. Permite tres tipos de selección o búsqueda: 1)Búsqueda visual o Galería de imágenes. Las páginas HTML presentan las imágenes en tamaño reducido. Pulsando sobre ellas se muestran las imágenes en tamaño original con la información referente a ellas. 2) Búsquedas por palabras clave con presentación de las imágenes en tamaño reducido junto con la información respectiva y acceso a la imagen original pulsando la reducida. 3) Búsquedas por palabras clave con presentación de las imágenes en tamaño original junto con la información particular
8.- Conclusiones
El poner estos recursos educativos multimedia en Internet y a disposición de los alumnos nos ha permito evidenciar ciertos hechos:
- la elevada utilización con unas cifras anuales de 20.000 accesos, 800.000 peticiones de documentos, 18 Gb de datos servidos y con sólo una cifra de 200 alumnos como usuarios directos.
- el enorme servicio de un pequeño servidor departamental (PPC de 300 Mhz, 256 Mb de RAM) con picos semanales de 7.000 páginas, 32.000 peticiones y 700 Mb de datos servidos en una sóla semana
- la variedad de estrategias educativas que se pueden utilizar
- el alto rendimiento académico que se puede obtener (sobre todo con las simulaciones, los minicursos online y las actividades interactivas)
- la intensa comunicación alumno-profesor (servidor) que se puede conseguir
- el elevado grado de satisfacción de los alumnos que se logra con la utilización de estas tecnologías
Agradecimientos
Nuestro agradecimiento a los integrantes de los Servicios Informáticos de la Universidad sin cuya ayuda y trabajo nuestra experiencia no hubiera sido posible y de una manera especial a Mariano González López y Francisco Javier González Ramos.
Carmen Tejedor Gil, José Adserias
(
ctg [at] gugu [dot] usal.es),
( webcd [at] gugu [dot] usal.es)
Alberto de Luis, Javier Simón
( aldeluis [at] gugu [dot] usal.es),
( donsimon [at] gugu [dot] usal.es)
Carlos Marcos, Ignacio E. Sánchez
( carlosmp [at] gugu [dot] usal.es),
( ina [at] gugu [dot] usal.es)
Andrés Chordi Corbo
( achc [at] gugu [dot] usal.es)
Grupo de Tecnología Educativa
Departamento de Microbiología y Genética
Universidad de Salamanca
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