Mag. Ing. Alejandro Hossian WEEF 2012 – Buenos Aires “Educación en Ingeniería para el Desarrollo Sostenible y la Inclusión Social” “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” Mag. Ing. Alejandro Hossian Mag. Ing. Lilian Cejas

Estructura de la Presentación WEEF 2012 Estructura de la Presentación Introducción Estado del Arte del Diseño Instruccional Secciones de la Presentación Descripción del Problema Solución Propuesta Conclusiones y Futuras Líneas

WEEF 2012 Introducción El presente trabajo forma parte de un proyecto de investigación radicado en el departamento de Ciencias Básicas de la Facultad Regional Neuquén de la Universidad Tecnológica Nacional. El eje central del proyecto se focaliza en potenciar las capacidades intelectuales de los estudiantes en las etapas tempranas de la carrera de ingeniería. El objetivo de esta propuesta consiste en la puesta en práctica en forma gradual de un Modelo de Instrucción que fomente el desarrollo cognitivo de los estudiantes en función de ciertas variables educativas: características del educando, tipo de contenido, objetivos y ambiente de aprendizaje entre otras.

WEEF 2012 Introducción Desde una perspectiva didáctica la instrucción consiste en un conjunto de actividades de aprendizaje diseñadas para facilitarle al estudiante la obtención de las metas curriculares. . Actividades: acciones que desarrollan los educandos para aprender; practicar, aplicar, evaluar o de cualquier otro modo responder al contenido curricular, incluyendo lectura y escritura entre otras . Actividades: se articulan en “estrategias intruccionales” y son las encargadas de hacer operativas estas estrategias. Estrategias: “técnicas didácticas” que ofrecen al educando una guía para optimizar la asimilación de los conocimientos y se apliquen a la construcción de modelos de problemas de ingeniería.

Estado del Arte del Diseño Instruccional WEEF 2012 Estado del Arte del Diseño Instruccional Las bases teóricas que soportan el “Diseño Instruccional” se pueden abordar desde dos perspectivas: descriptiva o prescriptiva. Conjunto de descripciones orientadas a observar que resultados se obtienen como consecuencia de aplicar un modelo de instrucción dado y bajo ciertas condiciones del entorno de aprendizaje. Perspectiva Descriptiva Dado un suceso Predecir cual es el efecto que se va a producir Dado un efecto Explicar cual ha sido la causa que la ha precedido

Estado del Arte del Diseño Instruccional WEEF 2012 Estado del Arte del Diseño Instruccional Conjunto de prescripciones que identifica el modelo de instrucción adecuado que obtenga los resultados deseados bajo ciertas condiciones del entorno educativo. Perspectiva Prescriptiva Las Teorías Prescriptivas están orientadas hacia la práctica y permiten identificar estrategias que faciliten el aprendizaje. Si se desea fomentar la retención a largo plazo de información nueva (objetivo educativo), entonces el educando relaciona esa información con otro tipo de conocimientos similares que haya recibido con anterioridad (método educativo).

Descripción del Problema WEEF 2012 Descripción del Problema Identificar las Estrategias y Actividades Instruccionales más apropiadas a embeber en el diseño de la instrucción. Entre las principales dificultades que se le presenta al diseñador de un ambiente educativo caben citar las siguientes: La cantidad de variables que interactúan entre sí y que constituyen la entrada al escenario de la instrucción. Las principales variables que convergen en este escenario son: Contenido curricular Tipo de Educando Contexto de Aprendizaje Recursos Tecnológicos

Descripción del Problema WEEF 2012 Descripción del Problema Existen diferentes Estrategias Instruccionales a embeber en el diseño de una instrucción las cuales están vinculadas con los siguientes aspectos: Teorías del Aprendizaje Dominio de Conocimiento Contexto de Aprendizaje Nivel de Desarrollo y Estilo de Aprendizaje del Educando Entorno Tecnológico El problema del Diseño Instruccional es considerado “complejo” siendo muy difícil “estandarizar” el proceso de solución.

WEEF 2012 Solución Propuesta En este contexto se propone la construcción de un Sistema Experto que asista al “Diseñador Instruccional” en la selección de “Estrategias y Actividades Instruccionales” más adecuadas a embeber en el diseño de la Instrucción. Este sistema debe tener en cuenta la interdependencia de las diferentes variables anteriormente citadas (dimensiones educativas) y que convergen en el escenario de la instrucción. La siguiente figura ilustra el “Modelo Multidimensional al Diseño Instruccional” que refleja la interacción de las cuatro dimensiones principales que se analizan en este trabajo y que constituye la base conceptual del Sistema Experto.

Modelo Multidimensional al Diseño Instruccional WEEF 2012 Solución Propuesta Modelo Multidimensional al Diseño Instruccional Objetivos Curriculares Estrategias Instruccionales Contexto de Aprendizaje Tipo de Educando Dominio de Conocimiento

Solución Propuesta Caso de Estudio WEEF 2012 Solución Propuesta Caso de Estudio Cada una de estas dimensiones se caracterizan por medio de atributos los cuales adquieren determinados valores. Nivel de conocimiento previo: bajo Estilo de Aprendizaje: visual Nivel de Motivación: alto Nivel de Desarrollo: operacional abstracto Tipo de Educando

Objetivos Curriculares Dominio de Conocimiento WEEF 2012 Solución Propuesta Caso de Estudio Objetivos Curriculares Nivel de procesamiento cognoscitivo: medio Dominio de Conocimiento Tipo de dominio: complejo Dominio específico: Medicina

Contexto de Aprendizaje ESTRATEGIAS INSTRUCCIONALES WEEF 2012 Solución Propuesta Caso de Estudio 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 reflexión

Solución Propuesta Sistema Experto WEEF 2012 Solución Propuesta Sistema Experto Metodología IDEAL cuya base de programación consiste implementar reglas de inferencia del tipo Si… Entonces… La metodología está conformada por cinco fases: Estudio de Viabilidad Educción de Conocimientos Conceptualización de Conocimientos Formalización de Conocimientos Implementación de Conocimientos

Solución Propuesta Sistema Experto WEEF 2012 Solución Propuesta Sistema Experto 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. Estimular en el educando actividades que promuevan la asociación de conceptos.

WEEF 2012 Solución Propuesta Propuesta de Modelo de Instrucción para la enseñanza en el Ciclo Básico de las Carreras de Ingeniería Implementar un Modelo de Instrucción que adecue las estrategias y actividades que recomienda el sistema experto hacia la enseñanza de la ingeniería. Las recomendaciones se asienten en principios tales como la “construcción de modelos”, el “análisis crítico” y la “pericia en la aplicación de los diferentes procedimientos de cálculo. La propuesta posee cinco fases que se implementan de forma gradual en asignaturas de ciclo básico de carreras de ingeniería.

WEEF 2012 Solución Propuesta Propuesta de Modelo de Instrucción para la enseñanza en el Ciclo Básico de las Carreras de Ingeniería Las fases del mencionado proceso son las siguientes: Incorporación de los conceptos base del domino del problema a la estructura cognitiva del estudiante Construcción de un modelo conceptual del problema en la estructura cognitiva del estudiante III) Construcción del modelo matemático del problema IV) Resolución del modelo matemático y análisis de resultados V) Elaboración de una base de casos de análisis

Conclusiones y Futuras Líneas WEEF 2012 Aportaciones La consolidación de un Modelo Multidimensional que vincula las diferentes dimensiones educativas que lo conforman: Tipo de Educando Objetivos Curriculares Dominio de Conocimiento Contexto de Aprendizaje Estrategias Instruccionales Desarrollo de un sistema experto que permite asistir a los docentes universitarios en el dictado de sus cátedras en función de las características que presentan sus cursos. La implementación de un proceso metodológico focalizado en modelos pedagógicos adecuados a la enseñanza de la ingeniería.

Conclusiones y Futuras Líneas WEEF 2012 Futuras Líneas de Investigación Dado que el sistema solo contempla el aspecto cognitivo se propone extender el Modelo Multidimensional a los dominios Psicomotor y Afectivo. 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. Incorporar la variable del instructor y su relación con el educando. Promover una mayor articulación con los ciclos superiores de las carreras de ingeniería para realizar un seguimiento adecuado del proceso en dichos ciclos.