Diseño de un Soporte Didáctico para Asistentes Personales

Diseño de un Soporte Didáctico para Asistentes Personales Digitales
que Incorporan la Tecnología Bluetooth
María E. Villapol
Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ciencias, Escuela de Computación,
Av. Los Ilustres, Los Chaguaramos, Caracas, Venezuela
Tel: +212 58 605 1132, Fax: +212 58 605 1131
[email protected]
Jossie Zambrano
Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ciencias, Escuela de Computación,
Av. Los Ilustres, Los Chaguaramos, Caracas, Venezuela
Tel: +212 58 605 1132, Fax: +212 58 605 1131
[email protected]
y
Mayerling Marquez
Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ciencias, Escuela de Computación,
Av. Los Ilustres, Los Chaguaramos, Caracas, Venezuela
Tel: +212 58 605 1132, Fax: +212 58 605 1131
[email protected]
Abstract
Personal Digital Assistants (PDAs) are small portable computers which have special components similar to pencils
(stylus) which users can use to interact with them; they usually incorporate wireless communication facilities. One
of these wireless communication facilities is Bluetooth, which provides communication between devices via radio
frequency in an area of around the 10 meters. The objective of this paper is to present the design and implementation
of a tool for didactic support developed for children in ages between 7 and 8 years and the results of its use. The tool
also incorporates the wireless communication via Bluetooth, this is used for supporting the communication between
the teacher and the students. To where we know this is the first tool for didactic support for PDAs that incorporates
the use of Bluetooth developed in Venezuela. The results show that it is possible to integrate the PDAs to the
education, shortening the breach between the new computer technologies and the education, offering to motivation
and new experiences.
Keywords: Personal Digital Assistants (PDAs), Bluetooth, Didactic Support.
Resumen
Los Asistentes Digitales Personales (PDAs) son pequeños computadores portátiles con los que se interactúa a través
de un dispositivo especial similar a un lápiz (stylus) y que usualmente cuentan con facilidades de comunicación en
particular inalámbricas. Una de las facilidades de comunicación usadas en los PDAs es Bluetooth, la cual es una
tecnología de comunicación que proporcionar comunicación entre dispositivos vía radio frecuencias en un área de
alrededor de los 10 metros. El objetivo de este artículo es presentar el diseño e implementación de una herramienta
de soporte didáctico desarrollada para niños en edades comprendidas entre 7 y 8 años y los resultados de su
utilización. La herramienta incorpora igualmente la comunicación inalámbrica vía Bluetooth, esta se realiza entre el
docente y los alumnos. Hasta donde sabemos esta es la primera herramienta de soporte didáctico para PDAs que
incorpora el uso de Bluetooth desarrollada en Venezuela. Los resultados muestran que es posible integrar los PDAs
a la educación, acortando la brecha con las nuevas tecnologías informáticas, brindando motivación y nuevas
experiencias.
Palabras claves: Asistentes Personales Digitales, Bluetooth, Soporte Didáctico.
1
Introducción
Los Asistentes Personales Digitales (Personal Digital Assistants, PDAs) son pequeños computadores portátiles con
los que se interactúa a través de un dispositivo especial similar a un lápiz. A diferencia de las agendas electrónicas
clásicas, pueden instalárseles diversas aplicaciones, similarmente que a un computador convencional. Su poder
computacional y capacidad de almacenamiento se han ido incrementando notablemente en los últimos años a
medida que sus precios se han hecho bastantes competitivos y accesibles. Estos equipos también cuentan con
facilidades de comunicación en particular inalámbricas. Una de sus características más atractiva es su portabilidad
debido a su bajo peso y pequeño tamaño.
Bluetooth Wíreless Technology es una tecnología de comunicación orientada a las Redes de Área Personal
Inalámbricas (Wíreless Personal Area Networks, WPANs) [7], caracterizadas por proporcionar comunicación entre
dispositivos vía radio frecuencias en un área muy limitada de alrededor de los 10 metros. Bluetooth esta siendo cada
día más incorporado en dispositivos móviles tales comos los PDAs y teléfonos celulares, gracias a su tamaño y
costo.
Las características de los PDAs, tales como costo, poder de procesamiento, capacidad de almacenamiento,
capacidad de procesamiento de información multimedia, entre otras, los hacen una herramienta que puede ser usada
en la educación y en particular la educación primaria. Adicionalmente, Bluetooth proporciona una forma sencilla de
comunicación entre dispositivos a corta distancia que ya viene integrada en muchos de los PDAs. Por lo tanto, esta
tecnología incorporada en los PDAs puede usarse en proyectos educativos que involucren la comunicación entre los
participantes. Así el objetivo de este artículo es presentar el diseño e implementación de una herramienta de soporte
didáctico desarrollada para niños en edades comprendidas entre 7 y 8 años de educación primaria y los resultados de
de la utilización de la misma por los niños y maestros. La herramienta incorpora igualmente la comunicación
inalámbrica vía Bluetooth en cada una de las actividades incluidas.
Cabe destacar que existen diversos trabajos que buscan incorporar el uso de PDAs en la escuela. Por ejemplo,
Gustavo Zurita [11] diseñó e implementó una herramienta basada en el Aprendizaje Colaborativo con tecnología
Inalámbrica 802.11 para niños con edades comprendidas entre 6 y 7 años. Tatar et al. [8] presentan una serie de
proyectos que buscan explorar el uso de PDAs en un salon de clase para alumnos del año k-12. Ninguno de estos
trabajos está específicamente orientado al uso de la tecnología Bluetooth.
Con la finalidad de alcanzar los objetivos planteados, este articulo esta organizado de la siguiente manera. En la
Sección II, se da una breve introducción a los PDAs; mientras que en la Sección III se introduce Bluetooth. En la
Sección IV se describe la aplicación desarrollada, mientras que la en Sección V se describen los detalles de la
implementación y pruebas. Los resultados de utilizar esta herramienta se presentan en la Sección VI. Finalmente, la
Sección VII presenta las conclusiones, recomendaciones y trabajos futuros generados por este trabajo.
2
Asistentes Personales Digitales
Los PDAs, también llamados computadores de la palma de la mano, fueron diseñados originalmente como
organizadores personales. Las características básicas de cualquier PDA son una agenda, libreta de direcciones, lista
de tareas, y block de notas, aunque con el mejoramiento de la tecnología, en lo que respecta al poder de
procesamiento, capacidad de memoria y conectividad, ha hecho que el número de aplicaciones y áreas donde estos
dispositivos pueden usarse se haya extendido.
2.1
Componentes
Un PDA básicamente consta de un procesador o CPU, memoria, un chip de sonido, un circuito de entrada y salida
de audio, y conectores para la sincronización. Adicionalmente, el dispositivo tiene una pantalla incorporada. Los
PDAs también cuenta con puertos de entrada y salida, que se usan para realizar la sincronización vía cable con el
computador, la conexión de tarjetas de expansión de memoria y la conexión de dispositivos tales como cámaras.
Uno de las características principales de los PDAs es la Interfaz Principal de Entrada que funciona por medio del
uso de un lápiz especial (stylus), que permite ingresar datos a la computadora. Adicionalmente, existe una amplia
variedad de periféricos que pueden ser acoplados a las PDA, entre ellos se pueden mencionar: módems, cámaras
fotográficas, cámaras de video, impresoras, almacenamiento externo y escáner.
Una característica importante de los PDAs es su portabilidad. Esta se facilita gracias a una batería interna o a las
pilas, que se pueden cambiar por baterías recargables, que tienen estos equipos. En algunas PDAs, una pila botón
asegura la conservación de los datos en la memoria RAM cuando la alimentación principal se agota.
2
2.2
Sincronización
Otra de las características relevantes de los PDAs es el hecho de poder sincronizar la información y aplicaciones que
existen en el dispositivo con las que existen en el computador. Esto permite tener una copia de los mismos en ambos
dispositivos. La forma de realizar esto es a través de una base o cable que se puede conectar a algunos de los puertos
estándares del computador (puerto serial, puerto USB). La sincronización también puede llevarse a cabo vía
inalámbrica usando tecnologías tales como Bluetooth o IrDA. Adicionalmente debe existir un software encargado de
manejar este proceso de sincronización.
2.3
Comunicación Inalámbrica
Debido a que uno de los objetivos principales de los PDAs es permitir la comunicación móvil, estos dispositivos
vienen con facilidades de comunicación inalámbricas. Los mismos pueden incorporan facilidades para la
comunicación a corta distancia, a distancias locales o a largas distancias. Entre las facilidades para la comunicación
a corta distancia se encuentran Bluetooth e IrDA [7], mientras que en el ámbito local se encuentran las tecnologías
basadas en el estándar 802.11 [7]. Para la comunicación a larga distancia, algunos PDAs vienen con capacidades de
telefonía celular o se pueden comunicar usando un dispositivo denominado MODEM a través de la red de telefonía
celular.
2.4
Sistema Operativo
Existen varios sistemas operativos para PDAs. Ellos están muy ligados a la marca y modelo de este dispositivo.
Entre los mas usados se encuentra el Palm OS que se encuentra en los computadores comercializados por Palm y
Handspring [6]. El otro es el Windows Mobile desarrollado por Microsoft. Adicionalmente, existe una versión de
Linux para PDAs.
3
Bluetooth Wireless Technology
Bluetooth Wireless Technology es una tecnología de radio frecuencia (Radio Fraquency, RF) que ofrece
conectividad a corta distancia para equipos personales, portables, PDAs, entre otros. Bluetooth esta orientado al
reemplazo de interfaces tradicionales, tales como RS-232 y conectores propietarios, proporciona una interfaz
uniforme para acceder servicios de voz y datos, proporciona acceso a una red de área amplia usando un gateway
personal, tal como un teléfono celular, y proporciona una comunicación sin infraestructura, que se puede usar para
el soporte a grupos colaborativos (reuniones, conferencias) [1].
3.1
Pila de Protocolos
La especificación de Bluetooth incluye una especificación del núcleo que describe los detalles de los diversos
protocolos que conforman la pila de protocolos; y una especificación de perfiles que incluye los detalles del uso de
la tecnología para soportar varias aplicaciones e indica cuales de los aspectos de la especificación del núcleo son
obligatorios, opcionales y no aplicables. La Figura 1 muestra la pila de protocolos que conforman el estándar. La
misma divide los protocolos en los siguientes niveles:
a)
Protocolos fundamentales de Bluetooth (protocolos del núcleo): son específicos de Bluetooth y han sido
desarrollados por el Grupo de Interés Especial (Special Interest Group, SIG) de Bluetooth.
b) Protocolos de sustitución de cable: suministran señalización de control que emulan el tipo de señalización que
se asocia usualmente con los enlaces de cable
c) Protocolos de control de telefonía: definen la señalización de control de llamada para establecer llamadas de
voz y datos con dispositivos Bluetooth. También define un protocolo (Comandos AT) que definen como pueden
controlarse un MODEM y un teléfono móvil.
d) Protocolos adoptados: son protocolos existentes que se utilizan para diversos fines en las capas superiores.
3.2
Protocolos Fundamentales
La especificación de Bluetooth establece el uso de la frecuencia de 2.4 GHz (más específicamente la banda de
frecuencia en la mayoría de países es de 2.4 – 2.4835 GHz). Definiéndose 79 canales físicos de 1 MHz sobre esta
banda, siendo la tasa de transmisión es de 1 Mbps.
3
Protocolos de sustitución del cable
Protocolos de control de telefonía
Protocolos adoptados
Protocolos middleware
Protocolos del núcleo
vCard/VCal
WAE
OBEX
WAP
TCS Bin
SDP
Comandos AT
UDP/TCP
IP
PPP
Protocolos de transporte
Audio
RFCOMM
Control
Interfaz de Control del Host
Logical Link Control and Adaptation Prottocol (L2CAP)
Link Manager Protocol (LMP)
Baseband
Bluetooth Radio
Figura 1: Pila de Protocolos de Bluetooth.
En Bluetooth, una piconet es una colección de dispositivos que pueden comunicarse. La piconet se forma de una
forma ad hoc y contiene un dispositivo maestro y a lo sumo 7 dispositivos esclavos. Adicionalmente, un dispositivo
en una piconet puede ser parte de otra piconet (como maestro o esclavo). Esta especie de solapamiento se conoce
como scatternet.
La transmisión de la señal ocurre usando una técnica de saltos de frecuencia elegidos de forma aleatoria, entre los 79
canales físicos de 1 MHz. Ya que la tasa de salto es de 1600 saltos / seg cada canal es ocupado por 0,625 ms. Este
período es llamado slot, los cuales están numerados secuencialmente. Adicionalmente, los dispositivos (radios) se
comunican usando Time Division Duplex (TDD) [7], donde la data es transmitida en una dirección a la vez y la
transmisión se alterna entre las dos direcciones. La frecuencia de salto es determinada por el maestro.
Existen dos tipos de enlaces que se pueden establecer entre el maestro y un esclavo: uno Sincrono Orientado a
Conexión (SCO) para el tráfico con restricciones de tiempo (audio), donde se reserva un ancho de banda fijo en una
conexión punto-a-punto (M/E) a intervalos regulares de tiempo. El maestro reserva slots (en pares, uno por cada
dirección). El otro es el Asíncrono no Orientado a Conexión (ACL) y esta destinado a tráfico de mejor esfuerzo sin
ninguna restricción de tiempo. La comunicación se realiza en slots no reservados para el tráfico SCO.
La operación de Bluetooth se basa en el establecimiento de una conexión, gestión de la conexión y desconexión.
Durante el procedimiento de establecimiento de la conexión no se han establecidos los roles del maestro ni esclavo.
Durante este periodo los dispositivos entran en un proceso de indagación para ver que dispositivos están en el rango.
Una vez que se han identificado los dispositivos, el dispositivo puede entrar en un procedimiento de page, tendiente
a establecer la frecuencia de salto y así pasar al estado de conectado. Durante la conexión un dispositivo puede estar
en varios estados: un estado activo donde participa en una piconet. En este estado escucha, transmite y recibe
paquetes; un estado de husmeo (Sniff) donde escucha en slots específicos; un estado de sostenido (hold) que es un
estado de potencia reducida, donde aun puede participar en el intercambio de paquetes SCO; y un estado de
estacionado (park) donde no participa en la piconet, pero es retenido como parte de ella. Finalmente, el dispositivo
puede desconectarse en cualquier momento.
Bluetooth establece ciertos mecanismos de seguridad [2][4]. Uno es la autenticación que tiene como finalidad
verificar identidades de las unidades involucradas en el procedimiento. Y el otro es el cifrado donde la información
del usuario puede ser protegida cifrando el paquete; sin embargo, el código de acceso y el encabezado del paquete
nunca se cifran.
Adicionalmente a las capas anteriores, existen dos protocolos más que conforman los protocolos fundamentales de
Bluetooth. El primero es el Manejador del Enlace (Link Manager Protocol, LMP), que es el encargado de gestionar
diversos aspectos del enlace de radio entre el maestro y el esclavo. Se entiende por enlace la conexión física
establecida entre los dispositivos. El otro es el L2CAP, el cual es un protocolo de la capa de enlace entre entidades
con un número de servicios. Esta capa confía en los protocolos de las capas más bajas para el control de error y flujo
y hace uso de los enlaces ACL pero no soporta enlaces SCO.
4
3.3
Perfiles de Bluetooth
Los perfiles de Bluetooth definen los protocolos y las características que soporta un modelo de uso. Un modelo de
uso es un conjunto de protocolos que implementan una aplicación particular basada en Bluetooth. Los perfiles se
pueden dividir en [4]: generales y específicos. Entre los perfiles generales se encuentra el perfil de acceso genérico
que define los procedimientos genéricos para descubrir dispositivos Bluetooth y aspectos relacionados a la gestión
de enlace para dispositivos que están estableciendo una conexión. El perfil del puerto en serial establece como deben
configurarse los dispositivos Bluetooth para emular una conexión serial usando RFCOMM. RFCOMM permite que
aplicaciones que han sido diseñadas e implementadas para operar sobre cables seriales corran sobre Bluetooth sin
ser modificadas. El perfil de aplicación de descubrimiento de servicios describe como un dispositivo puede
descubrir servicios registrados en otros dispositivos Bluetooth al igual que otra información acerca de estos
servicios. El perfil genérico de intercambio de objetos define como los objetos pueden ser intercambiados usando el
protocolo OBEX [7].
Varios perfiles específicos han sido definidos [4], entre ellos se encuentran el perfil de transferencia de archivos que
ofrece la capacidad de transferir objetos de datos de un dispositivo a otro tales como hoja de cálculo, presentaciones,
imágenes. El perfil de acceso a una red de área local le permite a un dispositivo Bluetooth acceder a una LAN, tal
como si estuviera conectado a la red. El perfil de sincronización define los requerimientos de la aplicación para los
dispositivos Bluetooth para el soporte del modelo de uso de sincronización. Otros perfiles se encuentran descritos en
[2][4].
4
Análisis y Diseño de la Herramienta
La herramienta de soporte didáctico fue desarrollada en base al Currículo Básico Nacional Venezolano [3], el cual
comprende los aspectos y consideraciones concernientes al pensum de estudio de la educación básica (de primero a
sexto grado) en Venezuela. Se definieron actividades dentro de este programa que fuesen adaptables al objetivo
general planteado en este trabajo con la ayuda del personal docente del segundo grado de Educación Básica del
Colegio La Consolación de Santa Mónica, ubicado en Caracas. En esta etapa fue necesario instruir y motivar al
personal del área educativa acerca de las características del dispositivo, haciendo énfasis en su capacidad de
comunicación inalámbrica.
Para la selección de las actividades educativas se llevaron a cabo reuniones donde se interactuó con los
coordinadores y personal docente de la institución, donde se observaron situaciones educativas donde era posible
aportar nuevas experiencias a los alumnos a través de un soporte didáctico. Las actividades elegidas se encuentran
enmarcadas en las siguientes áreas del saber: matemática, comprensión lectora e inglés [10]. Estas áreas se
escogieron con el propósito de crear un soporte didáctico variado y funcional que permitiese a los alumnos practicar
a través de ejercicios.
Dentro de cada área que se definieron las siguientes actividades que se estaban ejecutando en el centro educativo al
momento de desarrollar este trabajo [3]:
a) Comprensión Lectora: basado en el cuento de navidad “El Viejo Pascuero”.
b) Matemática: se basó en los ejercicios de la tabla de multiplicación del 2 y 3 y el valor de posiciones (unidad,
decena, centena y unidad de mil).
c) Inglés: basado en el vocabulario básico de inglés correspondiente al nivel. El mismo se relaciona con: juguetes,
frutas, partes del cuerpo, familia, animales. Para este trabajo se escogió el vocabulario relacionado con
animales.
A continuación se describirá el diseño de la herramienta basado las siguientes fases:
a)
Fase I - Diseño del contenido: se refiere al contenido de las actividades que se presentan en el soporte
didáctico basado en las actividades cotidianas dentro del aula de clase. El contenido fue sugerido y evaluado por
el personal docente del colegio.
b) Fase II - Diseño de la interfaz: para el diseño de la interfaz se tomó en cuenta cómo iba a ser la interacción
entre el alumno y las actividades del soporte didáctico definidas en la etapa del análisis, así como también las
características particulares del dispositivo utilizado. En este caso particular donde la pantalla del dispositivo es
de tamaño 320x320 píxeles fue importante la ubicación y distribución de los elementos que componen la
interfaz, puesto que un diseño adecuado de la misma contribuye a la motivación, fácil interacción, eficiencia y
comprensión del soporte didáctico.
c) Fase III - Diseño comunicacional: se detalla la comunicación a través de mensajes informativos o de
corrección para el alumno.
5
El soporte didáctico se dividió en los siguientes módulos: Aula Maestra, Aula Alumno, Viejo Pascuero, English
Book, Multiplica y Cartel de Valores. A continuación se presenta cada módulo con sus tres fases de diseño.
4.1
4.1.1
Modulo 1 - Aula Maestra
Fase I Diseño de Contenido
Este modulo es manejado por el docente. A través de este se pueden activar los otros módulos que se describirán
posteriormente. El también recibe la puntuación de los alumnos y puede, con imágenes interactuar, gracias a la
comunicación inalámbrica (vía Bluetooth) para estimular a los alumnos por el resultado de las actividades. Además
tiene una funcionalidad particular, que es la de consulta, que le permite al docente conocer los resultados de los
módulos de cada alumno.
4.1.2
Fase II Diseño de la Interfaz
Una de las interfaces de este modulo se muestra en la Figura 2. Las demás interfaces no se muestran por
limitaciones en el espacio disponible para este artículo. Como se dijo anteriormente a través de esta interfaz se
activan los módulos de los alumnos vía Bluetooth, además de realizar consultas (Consultar) del puntaje obtenido por
los alumnos y el otorgar premios (Premiar) a los alumnos.
Figura 2: Interfaz del menú en Aula Maestra.
4.1.3
Fase III Diseño Comunicacional
En la Figura 3 se muestran los mensajes comunicacionales de este modulo. Info muestra información sobre la
comunicación inalámbrica. Aula Alumno es el mensaje que se recibe con la puntuación del alumno.
Figura 3: Mensajes Aula Maestra.
4.2
4.2.1
Modulo 2 - Aula Alumno
Fase I Diseño de Contenido
El alumno interactúa con la aplicación a través de este modulo. Este envía, a través de Bluetooth, información con
respecto a la puntuación adquirida por el alumno al finalizar la actividad. Adicionalmente, él interactúa con Aula
Maestra para activar algunos de los módulos correspondientes a las actividades de los alumnos.
4.2.2
Fase II Diseño de la Interfaz
En la Figura 4 se puede observar el diseño de la interfaz de este modulo. Inicialmente el programa le da la
bienvenida (Bienvenido) al alumno y tiene una caja de texto para que el mismo ingrese su nombre. Entonces el
alumno espera (Esperando) a que el docente le asigne el módulo de actividades que va a realizar.
6
Figura 4: Interfaz del Aula Alumno.
4.2.3
Fase III Diseño Comunicacional
Corresponde a la premiación que otorga el docente al alumno, luego que ha culminado la actividad y se ha recibido
su puntuación como se muestra en la Figura 5. Oro le indica al alumno que realizó las actividades excelentes, Plata
que realizó las actividades muy bien y Bronce que realizó las actividades bien.
Figura 5: Mensajes de Aula Alumno indicando la premiación obtenida por el alumno.
4.3
4.3.1
Modulo 3 - Una Carta al Viejo Pascuero
Fase I Diseño de Contenido
Este modulo incluye un cuento que trata de El Viejo Pascuero (San Nicolás) [9] y un conjunto de actividades
destinadas a ejercitar la comprensión lectora de los alumnos.
4.3.2
Fase II Diseño de la Interfaz
En la Figura 6 se puede observar el diseño de interfaz de este modulo. Esta formada por una introducción gráfica
(Portada) al modulo. Luego se muestra el contenido del cuento (Texto). A continuación siguen las actividades
(Actividad) del modulo. Los botones de selección pueden ser texto o imágenes. Por motivos de espacio no se
muestran todas las actividades.
Figura 6: Interfaz del Viejo Pascuero.
7
4.3.3
Fase III Diseño Comunicacional
En la Figura 7 se puede observar el contenido de los mensajes de este modulo. El mensaje de
Felicitaciones se muestra cuando la respuesta es acertada, mientras que Lo siento se muestra cuando la respuesta no
lo es.
Figura 7: Mensajes de Viejo Pascuero.
4.4
4.4.1
Modulo 4 - English Book
Fase I Diseño de Contenido
En esta actividad se presenta la imagen, el sonido y el nombre escrito de 17 animales en inglés como actividad
complementaria de vocabulario dentro de la ésta asignatura.
4.4.2
Fase II Diseño de la Interfaz
En la Figura 8 se puede observar el diseño de interfaz de este modulo. Portada es la introducción gráfica al modulo.
Vocabulario muestra la figura, la palabra escrita y una corneta como metáfora para reproducir el sonido. Se presenta
una flecha hacia la derecha que permite ir a la siguiente pantalla del vocabulario, y una flecha hacia la izquierda que
permite regresar a la pantalla anterior. En Actividad se pide seleccionar el nombre correcto del animal mostrado en
la figura.
Figura 8: Interfaz de English Book.
4.4.3
Fase III Diseño Comunicacional
En la Figura 9 se pueden observar los mensajes de Congratulations, que se muestra cuando la respuesta es acertada,
y Try again que se muestra cuando la respuesta no lo es.
Figura 9: Mensajes de English Book.
4.5
4.5.1
Modulo 5- Multiplica
Fase I Diseño de Contenido
En esta actividad se hace una pequeña introducción del concepto de multiplicar (ver [10]), y dos ejemplos gráficos,
para posteriormente plantear 10 ejercicios de las tablas del 2 y del 3 con un máximo de dos intentos.
8
4.5.2
Fase II Diseño de la Interfaz
En la Figura 10 se pueden observar algunas interfaces de este modulo. Inicialmente se presenta una introducción
gráfica (Portada), luego la definición de multiplicar (Definición), y posteriormente un ejemplo gráfico de
multiplicación (Ejemplo) y un ejercicio (Ejercicio).
Figura 10: Interfaz de Multiplica.
4.5.3
Fase III Diseño Comunicacional
En la Figura 11 se pueden observar los mensajes de Muy bien que se muestra cuando la respuesta es acertada y
Intenta de nuevo que se muestra cuando la respuesta no lo es.
Figura 11: Mensajes de Multiplica.
4.6
4.6.1
Modulo 6 - Cartel de Valores
Fase I Diseño de Contenido
En esta actividad se hace una pequeña introducción del concepto de valor de posición [3], y se plantean 10 ejercicios
relacionados.
4.6.2
Fase II Diseño de la Interfaz
En la Figura 12 se puede observar el diseño de interfaz de este modulo, donde se muestra una introducción gráfica
(Portada), la introducción sobre el cartel de valores (Definición) y el ejercicio (Ejercicio).
Figura 12: Interfaz de Cartel de Valores.
4.6.3
Fase III Diseño Comunicacional
En la Figura 13 se pueden observar los mensajes de Muy bien que se muestra cuando la respuesta es acertada y
Conocer la respuesta que se muestra cuando la respuesta no lo es.
Figura 13: Mensajes de Cartel de Valores.
9
5
Implementación y Pruebas
A continuación se describen las actividades realizadas durante la implementación y pruebas de la herramienta:
a)
Implementación de los módulos: Para la implementación del soporte didáctico se utilizó la herramienta Palm
OS Developer Suite [5], que es un entorno de desarrollo para PC que permite realizar aplicaciones para
dispositivos móviles con sistema operativo Palm OS. Adicionalmente, la aplicación fue desarrollada bajo el
sistema operativo Palm OS versión 5.
b) Revisión: A medida que los módulos se fueron desarrollando fueron presentándose a los docentes, quienes
dieron su apreciación en cuanto al contenido, disposición de los elementos en la interfaz, ortografía, redacción,
comprensión de los mensajes y de las actividades.
c) Introducción a la herramienta: En esta fase se realizó una charla de aproximadamente 15 minutos de
duración, cuya finalidad fue introducir a los alumnos los conceptos de dispositivos PDAs y tecnologías
inalámbricas. Esta charla estuvo acompañada de un intercambio de ideas con los niños para captar sus opiniones
e impresiones acerca de lo que vieron en la charla.
d) Pruebas: Las pruebas fueron realizadas en varias sesiones. La actividad se hizo en un salón fuera del aula de
clases ya que los alumnos debían pasar en grupos de tres para realizar las actividades de los cuatro módulos (El
Viejo Pascuero, English Book, Multiplica y Cartel de Valores). En estas pruebas participaron un docente, un
observador, dos tecnólogos, y veintidós alumnos. Estas pruebas fueron complementadas con actividades de
discusión, dibujos de la experiencia, entrevistas a los alumnos para que pudiesen exponer las ideas expresadas
en las ilustraciones y al personal docente para registrar sus impresiones. En dichas pruebas se utilizaron 3
dispositivos de la marca Palm (dos modelo Tungsten T3 y uno modelo Tungsten T2 [6]).
6
Análisis de los Resultados
Los resultados obtenidos en las pruebas se analizaron desde los siguientes puntos de vista: ámbito educativo, donde
se analiza el impacto de la tecnología y la herramienta en los alumnos y docentes; soporte didáctico, donde se
analizan ciertos aspectos relacionados con la funcionalidad y la apariencia del soporte didáctico; tecnología de
comunicación inalámbrica donde se analizan aspectos relacionados al uso de la tecnología inalámbrica en este tipo
de actividad educativa; y finalmente uso del PDA que busca conocer el impacto de usar esta tecnología en la
educación básica. Para cada uno de los aspectos antes mencionados se definieron una o más variables. De la Tabla 1
a la Tabla 4 se muestran las variables definidas, su definición y los resultados obtenidos.
Variable
Navegabilidad
Interfaz
Usabilidad
Funcionalidad
Definición
Se refiere a si el soporte contiene la
secuencia apropiada en las actividades,
orientando al alumno mientras este lo
utiliza.
Resultado
Se consideró que la navegabilidad del soporte
didáctico fue adecuada.
Los docentes manifestaron que la interfaz les
resultó amigable y adecuada para la edad de los
alumnos tanto en la apariencia como en el lenguaje
utilizado. Con respecto a la interfaz que manejaba
el docente, expresaron que les pareció agradable y
sencilla.
Se concluyó que de manera general el soporte
didáctico fue fácil de usar para los niños. Los
Facilidad de uso del soporte didáctico.
docentes expresaron que les resultó sencillo e
intuitivo el manejo del soporte.
Se refiere a si cada uno de los elementos Se determinó que el soporte didáctico fue
incluidos en el soporte (tal como botones) funcional, ya que los elementos cumplieron con el
cumple con la función que tiene definida.
objetivo para los que fueron incluidos.
Tabla 1: Resultados del análisis del soporte didáctico.
Disposición de los elementos en la
pantalla del PDA, colores utilizados,
apariencia de mensajes, actividades y
estímulos tanto del rol docente como del
rol alumno.
10
Variable
Definición
Relacionadas con el Alumno
La capacidad viso–motora del niño,
vinculada a la coordinación y precisión en
Motricidad fina
la utilización del Stylus de las Palm
durante la realización de la actividad.
Tiempo
La cantidad de tiempo que le toma al
alumno concluir las actividades.
Comprensión
Atención
Motivación
Proceso cognitivo que lleva al alumno a
entender tanto las instrucciones como los
ejercicios del soporte didáctico.
La concentración del niño durante la
realización de las actividades.
Interés que manifiesta el niño en realizar
la actividad.
Resultado
De manera general se observó que los niños que
realizaron las pruebas tenían desarrolladas las
destrezas viso-motrices necesarias para realizar
las actividades satisfactoriamente.
Se observó que el tiempo de culminación de la
actividad fue muy variable. Esto dependió de
distintas circunstancias como instrucciones y
estabilidad de los equipos.
Se observó que los alumnos en su totalidad
culminaron las actividades, lo cual lleva a
concluir que hubo comprensión del soporte
didáctico.
Los niños en forma general prestaron atención
tanto a la actividad como durante la charla
introductoria.
Tomando en cuenta la atención de los niños, y
los dibujos que realizaron después de la
experiencia; se concluyó que hubo una gran
motivación y emoción hacia la actividad
Relacionadas con el Docente
Puntuación
Motivación
Variable
Alcance
Estabilidad
Capacidad
Compatibilidad
La puntuación registrada fue útil para el
docente, puesto que le permitió analizar de una
Puntaje obtenido por los alumnos en cada manera cuantificable los conocimientos de los
actividad (en una escala del 1 al 20).
niños. Esto hizo posible hacer un sondeo del
desenvolvimiento general del grupo en cada uno
de los temas presentes en el soporte didáctico.
El docente se mostró motivado y dispuesto a
colaborar. En particular hizo notar que se sintió
cómodo con la utilización del soporte didáctico
Interés y disposición del docente en
ya que consideró que formaba parte importante
participar en la actividad.
dentro de la dinámica del mismo, a diferencia de
otras actividades de computación que buscan
reemplazar el rol del docente
Tabla 2: Resultados del análisis en el ámbito educativo.
Definición
Resultado
El soporte didáctico se utilizó dentro de un salón cuya
Área de cobertura de Bluetooth en la extensión correspondía con el área recomendada de
actividad que se desarrollo entre el 10mts. Se concluyó que era una distancia apropiada
docente y los alumnos.
para realizar las actividades dentro de un salón de
clase.
En cuanto a la conexión Bluetooth no se obtuvo la
estabilidad esperada, ya que durante las pruebas se
presentaron fallas en la comunicación y
Confiabilidad del enlace durante la reconocimiento de los dispositivos. Esto se tradujo en
comunicación de los dispositivos.
retrasos en la continuidad de las pruebas,
incertidumbre y fatiga tanto en los niños como en los
docentes mientras se solucionaban los inconvenientes
técnicos.
La transferencia de los datos durante la realización de
las pruebas fue satisfactoria, solo viéndose afectada
Tasa de transferencia de datos y
eventualmente por las fallas descritas en el punto
tamaño de los datos.
anterior. La transferencia del puntaje y la premiación
de las actividades, se dio de forma rápida y efectiva.
Grado de compatibilidad de los Se determinó que los modelos de PDA utilizados
dispositivos PDA con el protocolo de fueron compatibles con la utilización de Bluetooth
comunicación inalámbrica Bluetooth. para la comunicación entre ellos.
Tabla 3: Resultados del análisis del uso de la tecnología inalámbrica.
11
Variable
Manejo
7
Definición
Resultado
Los alumnos y el docente manejaron rápida y
Facilidad para operar el PDA.
fácilmente el dispositivo.
Tabla 4: Resultados del análisis del uso del PDA.
Conclusiones
Este trabajo presenta el diseño e implementación de una herramienta de soporte didáctico para PDAs, la cual utiliza
la tecnología inalámbrica Bluetooth. La misma sirve como herramienta de ejercitación y evaluación de actividades
escolares pertenecientes al segundo grado de educación básica en Venezuela. El contenido de esta herramienta
pertenece a tres áreas distintas del conocimiento: comprensión lectora, vocabulario de inglés y matemática.
Las principales características de la herramienta son: le permite al docente conocer los resultados de forma
cuantitativa, apreciar el desenvolvimiento del alumno durante la evaluación en un corto tiempo y obtener una visión
detallada del grupo. Para los alumnos, la misma resultó motivadora ya que además de ser evaluados se involucraron
con nuevas tecnologías informáticas, apoyándose en los conocimientos adquiridos previamente. La actividad fue
definida por ellos como “una forma divertida de estudiar”.
Los resultados del uso de la herramienta muestran que ni los niños ni los alumnos presentaron mayor inconveniente
en el uso de la misma y del dispositivo, pudiendo culminar las actividades diseñadas sin mayores inconvenientes.
Adicionalmente, la misma resultó altamente motivadora tanto para el docente como para el alumno. En cuanto al
soporte didáctico, el mismo fue adecuado desde el punto de vista funcional, de interfaz, navegabilidad y usabilidad.
En lo que respecta a la tecnología inalámbrica, se observó su importante rol para la participación tanto del docente
como del niño en el conjunto de actividades planteadas. La cobertura proporcionada por Bluetooth es adecuada al
salón de clases. Sin embargo, debido a algunos problemas encontrados durante la comunicación entre equipos, se
recomienda realizar varias pruebas de conectividad entre los mismos en el área destinada para realizar la actividad.
Finalmente, ni los alumnos ni el docente tuvieron problemas con el manejo de los PDAs.
Las mayores limitaciones encontradas durante el desarrollo de este trabajo fueron primeramente, el desconocimiento
del uso y de las capacidades de los PDAs por parte del sector educativo, lo cual se vio reflejado en desinterés y poca
credibilidad por parte de la mayoría de los docentes que fueron consultados, hacia el posible aporte de éstos
dispositivos en la educación. Esto trajo como consecuencia la necesidad de invertir gran cantidad de tiempo para
hallar una escuela que brindará su apoyo en cuanto al contenido educativo del soporte didáctico y que además
permitiese realizar las pruebas necesarias con los alumnos. Otra limitante, es que no se contó con la cantidad de
equipos móviles suficientes para efectuar las pruebas con todo el salón de clase. Debido a esto fue necesario dividir
el salón en grupos de dos alumnos para realizar la actividad, lo cual hizo que la actividad se extendiera más de lo
estipulado para cada actividad.
Entre los trabajos futuros que podrían realizarse a partir de este trabajo se encuentra el estudio de la incorporación
de otras tecnologías inalámbricas como 802.11[7] en actividades educativas, desarrollando otras aplicaciones que
aprovechen sus características. También es recomendable hacer pruebas con otras poblaciones de usuarios,
específicamente de grados superiores, ya que si bien quedó demostrado que a este nivel los niños son aptos para el
uso de los dispositivos, se puede inferir que un mayor grado de madurez permitiría desarrollar otro tipo de
actividades y usos en la educación los cuales sería importante investigar.
Referencias
[1]
Bisdikian C. An Overview of the Bluetooth Wireless Technology. IEEE Communications Magazine. December
2002. pp 86-95.
[2] Bluetooth SIG, Inc. Specification of the Bluetooth System version 2.0. November 2003.
[3] Ministerio de Educación. Currículo Básico Nacional de la República Bolivariana de Venezuela.
[4] Muller N. Tecnología Bluetooth. McGraw-Hill Professional. España, 2002.
[5] PalmSource. Palm OS Developer Suite. http://www.palmos.com/dev/tools/dev_suite.html.
[6] PalmOne. http://www.palmone.com/.
[7] Stallings W. Wireless Communications and Networks. Prentice Hall. 2002.
[8] Tatar D., Roschelle J, Vahey Phil and Penuel W. Handhelds Go to School: Lessons Learned. IEEE Computer
Magazine. September 2003. pp 30-37.
[9] Viejo Pascuero. “Cuentos Educativos 2002”. Chile.
[10] Zambrano J. y Márquez M. Análisis, Diseño y Desarrollo de un Soporte Didáctico Educativo, Utilizando
Dispositivos PDA y el Protocolo de Comunicación Bluetooth. Publicación interna de la UCV. Mayo 2005.
[11] Zurita G. Computer Supported Collaborative Learning Activities and Mobile Technology. PhD Thesis,
Pontificia Universidad Católica de Chile, Diciembre del 2003.
12