Título: El Castillo: Un juego instructor de lógica para la WWW

Título: El Castillo: Un juego instructor de lógica para la WWW
Authors:
David BUENO, Ricardo CONEJO
Dpto. Lenguajes y Ciencias de la Computación
Universidad de Málaga
Málaga (España)
Alfredo BURRIEZA
Dpto. Filosofía
Area: Lógica y Filosofía de la Ciencia
Universidad de Málaga
Málaga (España)
Dirección de Contacto:
David Bueno Vallejo
Dpto. Lenguajes y Ciencias de la Computación
Universidad de Málaga.
Campus de Teatinos 29071
MALAGA (España)
Email: [email protected]
Web: http://www.lcc.uma.es/bueno
Palabras clave: WWW, Internet, Educación a distancia, Sistemas Tutoriales Inteligentes, Lógica,
Navegación guiada
Resumen
Hay dos áreas que pueden relacionarse para obtener resultados interesantes. Por una lado, está la
investigación sobre el desarrollo de Sistemas Tutoriales (TS) [POLSON 88]. Por otro, la WWW,
plataforma multimedia de hipertexto, que cada día está extendiéndose más. Actualmente, mucha gente en
el mundo entero esta conectado a este medio, lo que abre a la enseñanza a distancia posibilidades
inimaginables hace algunos años.
El sistema que se describe en este articulo está diseñado para enseñar a pensar correctamente
usando la lógica. Una de las estrategias de los TS para motivar a los usuarios consiste en enmascarar el
proceso de enseñanza como un juego. Esta técnica se ha usado en este sistema. El usuario se encuentra
con un juego, donde aparecen muchos problemas lógicos al estilo de los realizados por el famoso lógico
Smullyan [SMULLYAN 78]. Internamente, el sistema tiene una estrategia tutorial que irá generando
problemas al usuario en función del conocimiento que éste tenga sobre la forma de resolver problemas
anteriormente propuestos.
El juego es accesible a través de la WWW, y tiene varias características interesantes, como son
perfiles de usuarios, multisesión, navegación guiada, y ayuda dependiente del contexto entre otras.
El sistema se halla disponible para probarse en:
http://www.lcc.uma.es/elcastillo/
El Castillo: Un juego instructor de lógica para la WWW
*
David BUENO, *Ricardo CONEJO, +Alfredo BURRIEZA,
*
Dpto. de Lenguajes y Ciencias de la Computación
+
Dpto. de Filosofía
Universidad de Málaga
E-Mail: [email protected], [email protected]
Introducción
Debido al auge que está teniendo en los últimos años la World Wide Web
(WWW) y a los beneficios que puede proporcionar la educación a distancia, parece
necesario aprovechar los recursos que ofrece la WWW para este fin. Es necesario
analizar cómo ha de realizarse la comunicación entre un cliente y el servidor de la
WWW, debido a las limitaciones técnicas de la comunicación entre. La principal
limitación consiste en que los navegadores actuales permiten al usuario moverse
libremente (navegación libre) por las diferentes páginas HTML, lo que dificulta tener
una estrategia tutorial y un control de las acciones de cada usuario. En nuestro sistema
se ha conseguido evitar ese problema, y se utilizan una serie de técnicas que permiten
una navegación guiada, en el sentido de que todas las acciones del usuario son
supervisadas por el programa, y en el caso de que el usuario realice acciones no
permitidas se le indicará la forma correcta de actuar.
Otro aspecto interesante de este programa es el objetivo de la instrucción. El
sistema intenta ayudar al usuario a mejorar su forma de razonar de dos maneras. La
primera mediante una ayuda que muestra al alumno algunas técnicas que pueden ser
útiles para resolver problemas lógicos, y la segunda, mediante el planteamiento de una
serie de problemas organizados en diferentes niveles de razonamiento, que irán
enseñando al usuario, de forma incremental, cómo trabajar con problemas lógicos. Los
ejercicios que se proponen al usuario son del estilo de los realizados por el famoso
lógico Smullyan [SMULLYAN 78].
La lógica es un tema difícil de enseñar debido a la abstracción que un alumno
puede encontrar en su primer contacto con ella. Por ello, para conseguir una mayor
motivación del alumno, el sistema enmascara el contenido de la instrucción en forma de
juego.
Aspectos educativos
El
programa
intenta
proporcionar
al
usuario
un
conocimiento
del
comportamiento de las conectivas lógicas elementales (negación, implicación material,
conjunción, disyunción y equivalencia material), para analizar cómo se enlazan
enunciados del lenguaje natural. El objetivo que nos planteamos es conseguir que el
usuario las utilice como herramientas necesarias para resolver problemas. Para ello, se
le somete a un entrenamiento en procesos básicos de deducción natural en la lógica
(reducción al absurdo, prueba por casos, etc.).
Para completar los conocimientos del usuario, se halla disponible en todo
momento una ayuda en la que se definen formalmente partículas lógicas, completada
cada una de ellas con ejemplos del lenguaje coloquial.
Interfaz y estrategia tutorial
El programa se presenta al usuario en forma de juego. Éste se compone de 72
pantallas agrupadas en 12 niveles de dificultad. Cada nivel tiene 6 pantallas y cada una
de ellas plantea un problema de tipo lógico que el usuario ha de resolver (Ver Fig.1). El
problema se plantea en una escena en la que aparecen diversos personajes u objetos.
Estos proporcionan enunciados al usuario que pueden ser verdaderos o falsos. La
información de que dispone el usuario es suficiente para resolver el problema planteado
(averiguar porqué puerta ha de continuar, la identidad de un determinado personaje,
ordenar los personajes en función de una característica, etc.). El usuario comienza con 3
vidas u oportunidades para resolver el juego.
La estrategia tutorial del juego consiste en mostrar al usuario una pantalla del
primer nivel, elegida al azar entre las 6 posibles de ese nivel. Si el usuario pasa la
prueba, accede a otra pantalla del segundo nivel, seleccionada al azar igualmente dentro
de las pantallas de ese nivel. En caso contrario, el usuario perderá una vida y el
programa generará una pantalla en la que se expondrá detalladamente el razonamiento
que el usuario debería haber seguido para resolver el problema. Tras está exposición, se
volverá a ofrecer otra pantalla diferente del mismo nivel donde el usuario haya fallado
para comprobar que ha aprendido el método de razonamiento que se le ha expuesto en
la explicación.
Debido a la generación dinámica de las pruebas, y al número de opciones
disponibles dentro de cada pantalla, la probabilidad de terminar el juego ‘al azar’, es
prácticamente nula.
Fig. 1
Caracteristicas generales
En este apartado se describirán brevemente algunas de las características del
juego:
Acceso local y por Internet.- El sistema funciona tanto localmente (en una versión para
Windows 95), como a través de Internet usando cualquier cliente o navegador gráfico.
Interfaz amigable.- El uso de juego es muy sencillo; durante la partida, el usuario sólo
deberá leer las viñetas que aparecen en la pantalla, y actuar en función de lo que le
digan los personajes.
Multiusuario.- La versión de Internet está diseñada para permitir el acceso concurrente
de usuarios, sin limitación en el número de éstos.
Multisesión.- Un usuario podrá abandonar en cualquier momento el juego, y cuando
regrese, introduciendo su clave, accederá automáticamente a la última pantalla en la que
se encontraba.
Descripción del sistema
En la fig. 2 aparece la estructura estándar utilizada en la WWW. Se utiliza el
paradigma cliente-servidor. Cada vez que un usuario se conecta a una dirección URL a
través de Internet, el visualizador (cliente) llama a un proceso llamado HTTPD
(Demonio de HTTP), que buscará, dentro de los documentos del servidor, aquél que sea
requerido por el cliente. En este caso los documentos son páginas que se encuentran
dentro del sistema de ficheros. Cuando el servidor envía la página solicitada al usuario,
se corta la conexión. Esto hace que sea difícil tener un control sobre las acciones del
usuario, ya que las nuevas conexiones son independientes de las anteriores.
Fig. 2. Navegación no guiada
El sistema que aquí se expone no puede usar esa estructura por dos razones
fundamentales. Por un lado, se necesita mantener información sobre cada usuario
(perfiles de usuario) para tener un seguimiento de sus acciones, permitir la multisesión,
generar cual será el siguiente nivel al que irá el usuario, etc. Por otro lado, los
documentos que se muestran no pueden ser estáticos y deben estar personalizados,
incluyendo información de estado; por ejemplo, el número de vidas restantes, el nivel
actual, y alguna información dinámica necesaria para el programa, como el identificador
de usuario. La solución elegida consiste en utilizar plantillas HTML que contienen un
esquema general de la información necesaria para cada nivel.
La forma de gestionar estos elementos, plantillas y perfiles de usuarios, se
realiza mediante el control de navegación, éste recogerá las acciones del usuario, las
analizará para ver si son correctas y generará documentos HTML utilizando las
plantillas y los perfiles de usuarios, además de actualizar estos últimos cada vez que sea
necesario. La estructura del sistema es la descrita en la Fig. 3.
Fig. 3. Navegación guiada
Conclusiones
Pensamos que el sistema ofrece una aportación interesante a los sistemas
tutoriales en la WWW, pues hasta ahora, los sistemas tutoriales existentes (véase
[BELMONTE 96], [VILLAMIL], [CHRISTOPH]) no utilizaban las características de la
navegación guiada ni tenían ningún control sobre el usuario. La estructura ofrecida en
este sistema es ampliable fácilmente para desarrollar Sistemas Tutoriales Inteligentes
(ITS) [POLSON 88] a través de Internet. En el castillo están representadas algunas de las
características necesarias en un ITS, (módulo de diagnóstico del alumno, módulo de
instrucción), aunque para ser un sistema inteligente necesitaría de un módulo experto
que generase problemas y fuese capaz de resolverlos. Aún así, sería fácil introducir el
sistema experto en un sistema que lo necesitase, utilizando la misma estructura de la
Fig.3, complicando algo más el módulo de control de navegación.
Referencias
[POLSON 88]
MARTHA C. POLSON, J. JEFFREY RICHARDSON (1988) "Foundations of
Intelligent Tutoring Systems". Ed. Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
[SMULLYAN 78] SMULLIAN, R. "What is the name of this book?". Ed. Prentince Hall 1978.
[BELMONTE 96] BELMONTE, M.V., BERBEL,J., CONEJO, R. "TEA: An Agrarian Economy
Instructor System" en Computer Aided Learning and Instruction in Science and
Engineering. CALISCE96 (320-330).Berlín (1996) Ed. Springer.
http://www.lcc.uma.es/TEA/inicio.html
[VILLAMIL]
Eduardo Villamil, "Tutor de Lisp"
http://www.cs.tulane.edu/www/Villamil/lisp/lisp1.html
[CHRISTOPH]
Christoph U., "The Interactive Patient". http://medicus.marshall.edu/medicus.htm