Detección de Necesidades y Definición de Características Para la Implementación de un Sistema Autónomo de Mantenimiento de Aulas Informáticas en Educación Primaria Ricardo Luengo González [email protected] Facultad de Educación - Badajoz Juan Arias Masa [email protected] Centro Universitario de Mérida – Mérida (Badajoz) Miguel Ángel Martín Tardío [email protected] Centro Universitario de Mérida – Mérida (Badajoz) Universidad de Extremadura España Resumen Actualmente, en Extremadura la estrategia para la Sociedad de la Información quiere aprovechar la implantación de la Intranet para incorporar las TIC en el sistema educativo no universitario. El primer paso será que todos los centros dispongan de un ordenador por cada dos alumnos, lo que supondrá mantener alrededor de 7.000 aulas de ordenadores. Por tanto, será necesario diseñar un buen sistema de utilización de dichos recursos con el objetivo de llegar al usuario final. Nuestra propuesta es una solución de funcionamiento operativa y eficiente con un mínimo mantenimiento; además, como fondo analizamos cuáles son las necesidades de la Educación Primaria en el uso de las TIC. Se trata de tener los ordenadores conectados en red, compartiendo periféricos de forma transparente para el usuario, con cada aula conectada con las otras del Centro. La información de cada usuario nunca residirá en los puestos de trabajo, sino que cada usuario del sistema tendrá una cuota en el servidor. El mantenimiento diario consistirá en una auto-comprobación para determinar qué ordenadores deben ser reinstalados, verificando si ha cambiado el estado de las aplicaciones. Los cambios sufridos serán valorados por el sistema, de forma que proceda a restaurar cada ordenador con su configuración idónea Palabras clave: aulas informáticas Abstract At the moment, in Extremadura the strategy for the Society of the Information wants to take advantage of the installation of the Intranet to incorporate the TIC in the system educational non university student. The first step will be that all the centers have a computer for each two students, what will suppose to maintain around 7.000 classrooms of computers. Therefore, it will be necessary to design a good system to use this resources with the objective of arriving to the final user. Our proposal is an operative and efficient operation solution with a minimum maintenance; also, as bottom we analyze which the necessities of the Primary Education are in the use of the TIC. It is to have the computers connected in net, sharing periferals in a transparent way for the user, with each connected classroom with the other of the Center. Each user's information will never reside in the workstations, rather each user of the system will have a quota in the server. The daily maintenance will consist on a auto-confirmation to determine what computers has changed should be reinstalled, verifying if the state of the applications. The suffering changes will be evaluated by the system, so that it proceeds to restore each computer with their suitable configuration. Keywords: informatic classrooms Introducción Actualmente, en Extremadura el Proyecto Estratégico de la Sociedad de la Información de la Consejería de Educación, Ciencia y Tecnología cuenta entre otros proyectos con la Red Tecnológica Educativa (J.E.-Gaceta,ene2003). Se trata de un proyecto que, aprovechando la infraestructura de la Intranet Extremeña, incorpora las TIC en el sistema educativo de Extremadura. El objetivo final de todo esto es llevar a la comunidad Extremeña a la cabeza de la Sociedad de la Información. Para ello, uno de los pasos que se está realizando, es que todos los centros de educación no universitaria exista un ordenador por cada dos alumnos. Con ello, el número de PCs a actualizar, configurar, mantener y administrar en Extremadura será muy numeroso. Con el objetivo de abaratar costes, la Dirección General de la Sociedad de la Información ha puesto en marcha el proyecto GNU/Linex, promocionando el software libre y gratuito, y así en octubre del 2002 se había ahorrado la cifra de 30 millones de euros (Junta de Extremadura, 2002). Pues bien, si nos fijamos ahora en el número de aulas a que da lugar tal hecho, nos encontramos con los datos del Anuario Estadístico de Extremadura 2001 (2001), de tal manera que tendremos: 1.644 unidades escolares de Ed. Infantil y Preescolar para 31.556 alumnos. 3.808 unidades escolares de Ed. Primaria/EGB para 77.147 alumnos. 93 unidades escolares de Ed. Especial para 599 alumnos. 1235 unidades escolares de Ed. Secundaria/Enseñanzas Medias sumando todos los centros y niveles de estudio para 90.197 alumnos. 29 aulas de Ecuación de Adultos para 12.968 alumnos. La suma sería 6.809 aulas, que para 195.084 alumnos censados según ese anuario, nos da un ratio de 28 alumnos por aula. Por tanto simplificando, la cifra de aulas disponible puede llegar a las 7.000 aulas de ordenadores. Escenario: Una configuración básica de un PC siempre ronda entre los 600 a 900 euros. Cada aula dispondrá, al menos, del orden de 10 a 15 PCs, más algún servidor de ficheros, impresora, grabadora de CD, scanner, cañón de video, cableado y puesta en red, y la “mano de obra” de dicha instalación, podemos estar hablando de una configuración por aula del orden de 13.300€. Haciendo el pequeño cálculo de 13.300€ para cada aula, si tenemos 7.000 aulas, partimos de un presupuesto inicial de 93.100.000€, que sólo cubre el hardware básico. El apartado de software, puede obviarse debido al proyecto de software libre y gratuito, denominado GNU/Linex. Pero, sin duda, el apartado de mantenimiento y administración de las aulas es donde llevará aparejado el coste adicional más importante. Por un lado, el propio deterioro normal de hardware, y por otro mantener los equipos bien configurados y operativos. Por tanto, podemos decir que las partidas económicas de las que estamos hablando son lo suficientemente importantes como para tener presente que será necesario diseñar un buen sistema de utilización de dichos recursos con el fin último de llegar al usuario final. Problema: El problema que nos hemos planteado a partir de lo anterior puede enunciarse como la “Detección de necesidades y definición de características para la implementación de un sistema autónomo de mantenimiento de aulas informáticas en Educación Primaria”. Si aplicamos lo que dijo John F. Kennedy allá por los años sesenta, a saber: “no te preguntes que puede hacer tu país por ti, pregúntate qué puedes hacer tu por tu país”, proponemos como solución una forma de funcionamiento de las aulas de informática de forma operativa y eficiente con un mantenimiento mínimo. Además, como fondo de la cuestión se analiza cuáles son las necesidades reales que tiene la Educación Primaria del uso de las TIC (Cabero, 2001). Tengamos en cuenta que para mantener operativas dichas TIC dentro de las aulas normales de Educación Primaria, o bien se cuenta con un presupuesto muy alto, o bien, deben ser diseñadas muy eficientemente, para que conlleve el menor gasto económico posible. Recogida de información: Una vez centrado el marco de trabajo, realizamos un estudio sobre qué necesidades tienen los profesores de Educación Primaria de las nuevas tecnologías de la información y comunicación, y cómo de útiles son dichas herramientas en el desarrollo del proceso de enseñanza-aprendizaje. Para ello empleamos una encuesta como técnica básica de recogida de información, en papel y a través de Internet, dirigida a todos los centros de enseñanza primaria de Extremadura. Inicialmente se realizó una difusión en abril de 2002 a través de correo electrónico a todos los profesores disponibles en la base de datos de la Consejería de Educación, sobre la disponibilidad de la encuesta. Debido a la escasa participación a fecha de mayo de 2002, sólo 25 guardaron los resultados, se decidió realizar la misma encuesta pero reducir la muestra a un conjunto de 5 colegios de la ciudad de Mérida (Badajoz) y realizar una difusión más personal en papel, con la participación de un total de 51 personas. Con posterioridad, en el mes de febrero de 2003, se decidió hacer una segunda encuesta a través de WEB para intentar tener más participación que en la encuesta de mayo de 2002, y en ella 60 de los 77 participantes guardaron los resultados en la base de datos. Conclusiones de las encuestas: La primera, sin duda, la escasa participación que el profesorado ha tenido en la encuesta, cuando ésta se ha realizado a través de WEB, frente a la participación mayoritaria que hubo en la encuesta de papel, a pesar de que ésta se realizara sólo en 5 colegios. La pregunta quizás clave de todas las encuestas es la pregunta D1: Y los resultados de cada encuesta en las siguientes figuras por orden consecutivo, primera encuesta WEB, encuesta papel, segunda encuesta WEB: En todas ellas, el resultado mayoritario es del Si frente al No, con porcentajes del 64%, 72,5% y 69% para dicho “Si”. En consecuencia, la opinión mayoritaria es que sería mucho más fácil llevar a cabo la integración de las TIC, si éstas siempre estuvieran dispuestas para su funcionamiento. En definitiva, debemos proveer un Sistema que sea capaz de estar siempre disponible y que tanto los alumnos, como los profesores encuentren respuesta a sus necesidades dentro de él, en tiempo real. En conversaciones con el profesorado de Primaria, todos coinciden en que ahora mismo el lápiz, la goma, la pizarra, el libro de texto, etc., son elementos que están perfectamente integrados dentro del aula, y el ordenador de momento es un objeto extraño al cual deberán ir acostumbrándose. Diseño del sistema completo: Determinación de requisitos En las aulas de informática, que vamos a diseñar, además de haber una serie de equipos físicos, habrá personas trabajando en dichos equipos al menos 4 o 5 horas diarias con la peculiaridad de que estas personas son niños de los 6 a los 12 años. Además, el aula tendrá distintos Profesores dependiendo de la materia a impartir en cada momento. En consecuencia, el aula debería estar bien configurada y con la suficiente garantía de funcionamiento en tiempo real, que podrían asegurarse con un Técnico para cada 3 o 4 aulas de informática, pero esa solución debería descartarse por motivos económicos. Veamos, ahora, en la siguiente tabla cuál sería la enumeración de los requisitos básicos que deberían tener las aulas para que el sistema completo funcionara adecuadamente: Si el Sistema logra cubrir estos requisitos, tendrá enormes posibilidades: Los Profesores siempre tendrán disponible la siguiente lección o tema a explicar. Cada alumno podrá realizar actividades de refuerzo, e incluso realizarlas en su casa con sus padres si disponen de conexión a Internet desde su domicilio. Los padres podrán saber en tiempo real el progreso que sigue su hijo en cada una de las materias objeto de estudio. La evaluación continua estaría plenamente conseguida. Alumnos de distintos centros podrán colaborar juntos en tiempo real. Configuración física Para cumplir con los requisitos expuestos, la disposición física es simple, se trata de tener 15 o 16 ordenadores conectados en red. Además, habrá una serie de periféricos comunes a todos ellos disponibles desde cualquier máquina del aula y de forma transparente para el usuario. A su vez, cada aula debería estar conectada también al resto de aulas del Centro y éste al resto de Centros. Se trataría de una disposición en árbol. En la siguiente anterior podemos ver un aula típica, aunque sólo aparecen 4 ordenadores, una impresora y un dispositivo de interconexión. En la Figura anterior podemos ver como estaría distribuido el Centro de Primaria donde todas las aulas estarían conectadas. Especificación física de las estaciones de trabajo: Las características técnicas de las estaciones de trabajo, serán las típicas de una máquina tipo PC actual, a saber: Monitor (15 o 17 pulgadas) Ratón Teclado CPU con al menos los siguientes dispositivos: o Lector de DVD-CDROM o Disco duro o Unidad de disquete de tres y medio o Tarjeta de Sonido o Tarjeta de Red (Probablemente Ethernet 10/100 Mbps) o Scanner de huella digital o lector de tarjeta chip El scanner de huella digital tiene la ventaja de que bastaría con que el usuario pusiera su dedo en el lector para estar autentificado en el Sistema. De esta forma no será necesario que el alumno use un login/password que a esas edades puede inducir a confusión, y de esta forma cumplir con el requisito número 4 especificado en la tabla anterior. Especificación física del Servidor: El Servidor del Centro serán dos máquinas, una principal y otra de reserva, que deberán tener las suficientes medidas de seguridad hardware, software y de entorno, para que puedan disponer de una alta operatividad (24:7). Los componentes físicos deberán ser de alta garantía de funcionamiento y permitir “inserción en caliente” como discos duros, lectores ópticos, tarjetas de red, etc. Cada servidor (principal y de reserva) deberá tener sus elementos de almacenamiento por duplicado, que garantice la integridad de la información. Configuración lógica Para la configuración software de las máquinas, en nuestro ámbito serán configuradas bajo GNU/Linex. La configuración que proponemos es una configuración básica de cada máquina, en principio, todas iguales, es decir, en todas ellas habrá un esqueleto típico que constará del sistema operativo, más las aplicaciones ofimáticas típicas que actualmente se manejan. La información particular de cada usuario y la que éstos vayan a guardar en medios informáticos no residirá nunca en las máquinas que harán de puestos de trabajo, sino que cada usuario del sistema tendrá una cuenta en el servidor y allí será donde resida su información. De esta forma, tendrán siempre a su disposición sus documentos, independientemente de la máquina del Centro donde estén sentados. Primera instalación: Para llevar a cabo la primera instalación, nos podemos encontrar en dos situaciones, a saber: Que las máquinas sean todas iguales. Que tengamos varios tipos de máquinas. La situación idónea sería el primer caso. No obstante, esta situación se puede conseguir con facilidad dado que las máquinas aún no se han comprado, se está en proceso de adquisición. En todo caso, y ante la segunda situación podemos optar por dos soluciones: A. Si podemos clasificarlas en tres o cuatro grupos de máquinas, bastaría con instalar una de cada tipo y luego clonar físicamente desde cada una de las máquinas instaladas al resto de máquinas que sean iguales. B. En el caso de que no se pueda aplicar la opción anterior, habría que hacer la clonación por partición de disco duro y no por clonación física. Acabamos de hablar de dos tipos de clonación, la clonación física y la clonación de partición. En el primer caso, se trataría de copiar físicamente el disco duro de una maquina al resto de máquinas que son iguales, de esa forma rápidamente podríamos reproducir la instalación en el resto y tendríamos todos los ordenadores del Centro en correcto estado de funcionamiento. La clonación por partición, es posible realizarla usando cualquier programa de aplicación específico para este tipo de acciones, o bien se podría programar una herramienta propia. En todo caso, está disponible software del tipo de Norton Ghost que se dedica a este tipo de operaciones (Symantec, 2003). Una vez que el sistema esté instalado en todas las máquinas del Centro, la máquina que actuará como Servidor del sistema, deberá “tomar nota” de la configuración completa del mismo, bien de una sola máquina si todas son iguales o bien de los distintos modelos que tengamos en el Centro. Obviamente, otra de las razones para proponer que todas las máquinas sean iguales está en el hecho de que al tener que almacenar información en el Servidor de la configuración e instalación de las distintas máquinas, se reduce el espacio de almacenamiento necesario en el caso de que todas sean del mismo tipo. En definitiva, bien sea con un método o con otro, podemos tener operativas las máquinas de todo el Centro en un corto período de tiempo, uno o dos días a lo sumo, y con un esfuerzo de hombres/horas muy bajo, ya que el sistema se instalará el sólo prácticamente. Este apartado de primera instalación, es algo que se viene realizando en las salas de Telemática del Centro Universitario de Mérida desde hace 3 años, para más detalles de esta forma de funcionamiento se puede consultar (Arias y Martínez, 2002). Mantenimiento diario: El mantenimiento diario del Centro consistirá en que el Sistema, una vez que el Centro quede vacío de personal (profesores y alumnos), se auto-compruebe para determinar qué máquinas deben ser reinstaladas. Para ello, se auto-ejecutará una aplicación en el servidor y otra en cada uno de los clientes (los ordenadores de todo el Centro) verificando si ha cambiado algo de las aplicaciones de cada máquina. Los cambios sufridos por cada máquina serán valorados por el Sistema, de forma que el Sistema proceda a restaurar cada máquina a su configuración idónea. Los programas necesarios para este mantenimiento diario, aún no se han realizado o descrito, pues debe tenerse en cuenta que estamos en la fase de Diseño del Sistema, dentro del Ciclo de Vida de este Sistema de Mantenimiento Diario de las aulas. Es decir, hemos abordado la Definición del Problema, Estudio de Viabilidad y el Análisis, estando pendientes para futuros trabajos, el resto de fases. La valoración de los cambios de cada máquina puede concluir en dos opciones básicamente, a saber: 1. Que falte algún componente de alguna aplicación. 2. Que falten muchos componentes de muchas aplicaciones. 3. Que la máquina no sea capaz de informar al Servidor de su estado. En el primer caso, se procederá al envío de la información que falta en la estación de trabajo por parte del Servidor. Seguidamente, se procederá a comprobar la máquina y si todo está correcto se mandará apagar la estación de trabajo desde el Servidor. Este trabajo se realiza en modo igual a igual, es decir, el Servidor tendrá que tener una comunicación particular con cada máquina cliente, en consecuencia se consume bastante ancho de banda y por tanto, sólo se aplicará este método para pequeñas reparaciones. En el segundo caso, será necesario valorar si lleva más tiempo restaurar los componentes que faltan o proceder a la Primera Instalación, en el caso de que sean varias las máquinas que necesitan una “reparación” grande de su sistema. Dado que la Primera Instalación se realiza en broadcast, este caso será usado en el caso de que haya varias máquinas que no estén bien configuradas ya que se aprovecha mejor el ancho de banda del Sistema. Una vez que la Primera Instalación termine, el Servidor verificará la instalación de las máquinas reconfiguradas y procederá a su apagado en el caso de que la operación de copia haya sido satisfactoria. El tercer caso, sucederá con aquellas máquinas que no estén operativas, y por tanto, que no sean capaces de informar al Servidor de Ficheros de su estado. En esta situación, el Sistema no puede hacer nada por solucionar este problema. Se limitará a realizar un informe, que puede enviar por correo electrónico al operador competente, imprimirlo, presentarlo en pantalla, guardarlo en un fichero, etc., indicando qué máquinas son las que, en principio, no están operativas según sus datos. Lo cual no quiere decir que hayan de ser reinstaladas, pues pueden haber sido desconectadas de la alimentación, y por tanto, no responden a sus solicitudes. En consecuencia, la operatividad de estas máquinas deberá ser realizada por un Técnico del Sistema, el cual determinará el grado de “avería” de cada una de estas máquinas, si es un problema físico o un problema lógico, solucionando cada uno de ellos según corresponda. El Servidor El Servidor será el encargado de guardar toda la información vital del Centro. Es decir, por un lado deberá tener una cuenta para cada usuario del Centro, de forma que sea en esta máquina donde los usuarios guarden sus documentos. Además, deberá hacer las funciones de Servidor de aplicaciones generales, como puede ser: Servidor de Contenidos, Servidor Web del Centro, Servidor de Impresión, Servidor de Copia, etc. En esta máquina no tiene porqué residir todas las aplicaciones que el Sistema Educativo de la Junta de Extremadura tenga, sino que se deberá ir actualizando con las necesidades que se prevean necesitar, así como, con nuevas versiones de cada producto. Es decir, el Sistema deberá ir aprendiendo cuáles son las aplicaciones que se van a necesitar en fechas próximas para “descargarlas” desde la Central de Operaciones del Sistema Educativo de la Junta de Extremadura (en adelante, COSEJE), al cual hemos dedicado un apartado propio dentro de este Diseño del Sistema completo que estamos haciendo. Este servidor podrá ser administrado localmente si el Centro dispone de personal cualificado para hacerlo, o podrá (y debería) ser administrado remotamente desde el COSEJE, abaratando costes al Sistema completo. Hay que tener presente que habrá un Servidor en cada Centro Educativo, en consecuencia, éstos serán numerosos y su mantenimiento llevará aparejado unos gastos que habría que intentar reducir al máximo, intentado dar las prestaciones solicitadas en los requisitos. En este Servidor residirá la información docente de cada alumno, de esta forma, se puede hacer un seguimiento en tiempo real del progreso de cada alumno, bien por sus padres, bien por sus tutores, o bien por el personal autorizado correspondiente. Con ello, se cumple el requisito número 9 planteado en la tabla anterior Central de Operaciones del Sistema Educativo de la Junta de Extremadura (COSEJE) En algún lugar de la geografía Extremeña, quizás el lugar adecuado pueda ser Mérida, esta Central tendrá por misión vigilar por la operatividad de toda la red de Centros, asegurando su correcto funcionamiento al 100%. Para llevar a cabo este objetivo, deberá disponer de las suficientes máquinas Servidoras para poder guardar toda la información y tenerla disponible para aquellos Servidores de Centro que lo soliciten en cada instante. Además contará con la ventaja de que los Centros permanecen cerrados al personal durante bastantes horas por la noche, en consecuencia, hay tiempo suficiente para revisar y actualizar todas las máquinas que sean necesarias facilitando la distribución de software de forma rápida y eficiente. Conclusiones: Partiendo de un estudio sobre la actualidad educativa real de nuestra Comunidad Autónoma de Extremadura, y las consecuencias de la instalación de un ordenador cada dos alumnos para toda la enseñanza no universitaria, hemos dado solución al problema de su instalación y mantenimiento mediante un sistema automático y autónomo para toda la Intranet educativa extremeña. Con el sistema final planteado es posible el cumplimento de los requisitos que nos hemos formulado, los cuales hacen posible que los Profesores, en el caso de que decidan optar por el “libro de texto” tengan siempre disponible la siguiente lección o tema a explicar. El alumno podrá realizar todas las actividades de refuerzo que necesite incluso podría realizarlas en sus horas libres con sus padres, en el caso de que estos dispongan de conexión a Internet. Desde luego, este sistema hace posible la evaluación continua del alumno, siendo este uno de los hitos más buscados en cualquier sistema de enseñanza integrada no universitaria. Otra ventaja del sistema es que los padres de los alumnos de Extremadura pueden conocer en tiempo real el progreso que van teniendo sus hijos en la adquisición de destrezas y conocimientos. Referencias Arias M, J. y Martínez B, L. M. (2002) Una solución para la instalación y el mantenimiento de las aulas de informática. II Congreso Iberoamericano de Telemática. CITA’2002. Mérida. Venezuela. Septiembre de 2002. ISBN 980237217X. Arias M, J. y Martínez B, L. M. (1998 ) La clase interactiva. IV Jornadas de Informática. Las Palmas. Gran Canaria. Cabero A, J. (2001) Las nuevas Tecnologías en el aula. ¿Una realidad o una utopía? Nuevas tecnologías aplicadas a la educación, Sevilla, FETE-GID, CDROM (ISBN: 84-931727-6-6). Cabero A, J. (2002) Diseño y Evaluación de un material multimedia y telemático para la formación y perfeccionamiento del profesorado universitario para la utilización de las nuevas tecnologías aplicadas a la docencia. Universidad de Sevilla. http://tecnologiaedu.us.es/bibliovir/pdf/memoriautics.pdf Horizonte, 2003 Magazine de Informática Educativa. www.horizonteweb.com Junta de Extremadura, (2001) Anuario Estadístico de Extremadura. Conserjería de Economía, Industria y Comercio. http://www.juntaex.es/consejerias/eic/dgpp/anuario2001/ (23/1/2003). Junta de Extremadura (2002) El presupuesto de Educación crece un 5,1% en el 2003. Revista electrónica la GACETA Extremeña del Estudiante. 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