Se describe a continuación la conceptualización que se realiza de una asignatura teórico práctica4.1. Con este enfoque se va a realizar una categorización de los diferentes tipo de elementos cognitivos en varios dominios, (esto define un modelo de información) y también una propuesta de la utilidad de dichos elementos desde el punto de vista operacional.
La categorización propuesta describe un dominio de conocimiento genérico para representar una materia de estudio relacionada con la informática, pero alguno de los dominios |especialmente el dominio conceptual| es dependiente del contenido. En cualquier caso, el interés en detallar una modelización de conocimiento educativo está principalmente en el hecho de ilustrar la reutilización de los elementos modelizados y la referencia a ellos como mecanismos de alto nivel en el proceso de diseño. Los ejemplos que se ponen (en cursiva) se refieren al contenido de dicha materia.
El modelo de conocimiento se basa en la idea de la descripción de los dominios de conocimiento que intervienen en la descripción del contenido de una materia desde el punto de vista del enseñante. El objetivo, como se ha descrito anteriormente es el de organizar una descripción de la materia de forma que podamos referirnos a sus componentes en términos adecuados para el proceso de enseñanza. El hecho de ser un modelo de conocimiento del dominio enfocado hacia el proceso de autoría y no hacia la representación de estrategias instruccionales |como ocurre en el caso de las arquitecturas de tutores inteligentes| hace que el formalismo de representación pueda ser más simple.
El modelo que se describe consta de tres dominios que caracterizan diferentes aspectos del conocimiento de una materia genérica.
Los tres describen elementos propios o bien contienen relaciones o atributos entre elementos de los otros dos. La figura 4.1 esquematiza la estructura de los dominios, en los que las relaciones didácticas se definen sobre los otros dos dominios.
Como hemos visto, desde el punto de vista de la representación del conocimiento, una ontología define un conjunto de clases, relaciones, funciones y constantes para un determinado dominio de discurso y además introduce axiomas para restringir la interpretación es estos elementos. En la representación que exponemos se muestra un modelo de clasificación de conocimiento, pero no se ha diseñado con el objetivo de que forme parte de una base de conocimiento sobre el que realizar algún tipo de inferencia. En este sentido, para representar la ontología y describir un dominio en términos de entidades y relaciones podemos utilizar un formalismo más sencillo basado en esquemas de base de datos frente a otros esquemas de representación cognitiva más compleja como por ejemplo KIF u otros similares [Genesereth and Fikes, 1992].
Las secciones siguientes describen este modelo de conocimiento. Para la representación del mismo se va a utilizar, el formalismo de representación Entidad-Relación (ER) propuesto en [Chen, 1976], que permite describir un dominio y llevar posteriormente a cabo sobre el las operaciones indicadas. Este formalismo de representación se ha utilizado en propuestas de metodologías para la representación de modelos de dominio de entornos hipertextuales [Isakowitz et al., 1995,Schwabe and Rossi, 1995,Fröhlich and Nejdl, 1997].
Hay una variedad de notaciones para el modelo ER. La expuesta aquí es una simplificación de la notación tradicional, donde las entidades se representan en forma de rectángulos y las relaciones con elipses. Ambas admiten atributos que se representan dentro de la figura geométrica correspondiente. En algunos casos, para simplificar los esquemas y utilizar tablas en lugar de gráficas, se ha optado por representar las entidades y sus atributos de la forma entidad[ATRIBUTOS], y las relaciones como relación(entidad1,entidad2, ..., entidadN)[ATRIBUTO]. Con respecto a la cardinalidad, se utiliza la notación habitual con un par de valores (n,m) que representan la participación mínima y máxima de la entidad en la relación [Briand et al., 1986].
El dominio conceptual va a representar los objetos, conceptos y otras entidades que existen en un determinado área de interés junto con las relaciones que se establecen entre ellos [Genesereth and Nilsson, 1987]. El objetivo es el de tener un dominio explícito sobre el que establecer las relaciones didácticas e instruccionales entre ellos.
Se describen estos en base a entidades y relaciones, de acuerdo con el formalismo descrito.
Las entidades modelizadas son las siguientes:
Las relaciones que se establecen entre los elementos del dominio son de dos tipos: estructurales y dependientes del dominio.
Las relaciones estructurales son aquellas que clasifican las entidades del dominio en base a dos jerarquías ortogonales.
Las relaciones dependientes del dominio de conocimiento son:
La tabla 4.1 muestra de forma resumida los elementos que hemos descrito. Como hemos indicado antes, se muestran las entidades y las relaciones del modelo conceptual. Entre corchetes definimos los atributos más representativos tanto de las entidades como de las relaciones.
Como se ve, el modelo del dominio describe el conocimiento del mismo sin proporcionar ningún tipo de descripción didáctica o educativa del mismo, por lo que será necesaria la creación de otros dominios que puedan representar información docente. Este es el objetivo de los dominios instruccional y didáctico.
El dominio instruccional describe las entidades instruccionales, es decir, aquellas cuya finalidad es la de ayudar a la adquisición y comprensión sobre el conocimiento de la materia.
Las entidades que componen este dominio son las siguientes:
Entre estos elementos podemos hacer también una clasificación basada en los aspectos descritos en otros trabajos como las expuestas en [Marcke, 1992b]. En ella se diferencian elementos de conocimiento que se usan con un fin expositivo y que son los que constan de conocimiento declarativo (pista, explicación, ejemplo), de otros que se denominan exploratorios y que son aquellos que utilizan para ejercitar una habilidad con el conocimiento adquirido (problema).
Estos objetos entre sí están ligados mediante una serie de relaciones que los enlazan. Son las siguientes:
La tabla 4.2 muestra un esquema de los elementos del dominio.
La tabla con los elementos del dominio instruccional se resume en la Tabla 4.2. En ella se observa que algunas de las relaciones se han definido sobre varios de los elementos del dominio.
El dominio didáctico complementa a los otros dominios con propiedades didácticas asociadas a los elementos y relaciones. El conocimiento didáctico es aquel que clasifica y describe los elementos de un dominio de conocimiento atendiendo a sus cualidades pedagógicas.
En este dominio se definen:
Las entidades en el dominio didáctico son las de los restantes dominios. Lo que se representa en este dominio son los aspectos didácticos de cada una de ellas. Por esta razón se añaden atributos, de manera que se matiza la entidad. Por ejemplo, la entidad problema del dominio instruccional puede estar clasificada en el dominio didáctico como un problema fácil o difícil.
Se definen sobre las entidades de los otros dominios los siguientes atributos:
Las relaciones didácticas establecen las dependencias desde el punto de vista del proceso educativo entre los diferentes elementos de los dominios conceptual e instruccional.
Las que se han descrito son las siguientes:
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La tabla 4.3 muestra las relaciones didácticas que se establecen entre las entidades de los dominios conceptual e instruccional.
Este modelo genérico recoge la descripción de un dominio de conocimiento de una materia junto con elementos instruccionales y didácticos. Como hemos señalado, la finalidad con la que se crea es la de proporcionar un modelo de representación del conocimiento lo más apropiado posible para realizar la labor de diseño de material instruccional. En el capítulo 8 se desarrolla este modelo para la representación de una materia concreta.
