El ordenador en el Aula Extremeña

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
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mantenimiento de las aulas de informática. II Congreso Iberoamericano de
Telemática. CITA’2002. Mérida. Venezuela. Septiembre de 2002. ISBN
980237217X.
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Informática. Las Palmas. Gran Canaria.
Cabero A, J. (2001) Las nuevas Tecnologías en el aula. ¿Una realidad o una
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para la formación y perfeccionamiento del profesorado universitario para la
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Sevilla.
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