Extension of the IMS Learnin Design specification based on adaptation and integration of units of learning

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dc.contributor.advisor Ruiz Mezcua, María Belén
dc.contributor.advisor García Crespo, Ángel
dc.contributor.author Burgos Solans, Daniel
dc.date.accessioned 2009-09-10T15:38:42Z
dc.date.available 2009-09-10T15:38:42Z
dc.date.issued 2008-01-18
dc.date.submitted 2008-04-25
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10016/5143
dc.description.abstract IMS Learning Design (IMS-LD) representa una corriente actual en aprendizaje online y blended que se caracteriza porque: a) Es una especificación que pretende estandarizar procesos de aprendizaje, así como reutilizarlos en diversos contextos b) Posee una expresividad pedagógica más elaborada que desarrollos anteriores o en proceso c) Mantiene una relación cordial y prometedora con Learning Management Systems (LMSs), herramientas de autoría y de ejecución d) Existe una amplia variedad de grupos de investigación y proyectos europeos trabajando sobre ella, lo que augura una sostenibilidad, al menos académica Aun así, IMS Learning Design es un producto inicial (se encuentra en su primera versión, de 2003) y mejorable en diversos aspectos, como son la expresividad pedagógica y la interoperabilidad. En concreto, en esta tesis nos centramos en el aprendizaje adaptativo o personalizado y en la integración de Unidades de Aprendizaje, como dos de los pilares que definen la especificación, y que al mismo tiempo la potencian considerablemente. El primero (aprendizaje adaptativo) hace que se puedan abordar itinerarios individuales personalizados de estudio, tanto en flujo de aprendizaje como en contenido o interfaz; el segundo (integración) permite romper el aislamiento de los paquetes de información o cursos (Unidades de Aprendizaje, UoL) y establecer un diálogo con otros sistemas (LMSs), modelos y estándares, así como una reutilización de dichas UoLs en diversos contextos. En esta tesis realizamos un estudio de la especificación desde la base, analizando su modelo de información y cómo se construyen Unidades de Aprendizaje. Desde el Nivel A al Nivel C analizamos y criticamos la estructura de la especificación basándonos en un estudio teórico y una investigación práctica fruto del modelado de Unidades de Aprendizaje reales y ejecutables que nos proporcionan una información muy útil de base, y que mayormente adjuntamos en los anexos, para no interferir en el flujo de lectura del cuerpo principal. A partir de este estudio, analizamos la integración de Unidades de Aprendizaje con otros sistemas y especificaciones, abarcando desde la integración mínima mediante un enlace directo hasta la compartición de variables y estados que permiten una comunicación en tiempo real de ambas partes. Exponemos aquí también las conclusiones de diversos casos de estudio basados en adaptación que se anexan al final de la tesis y que se vuelven un instrumento imprescindible para lograr una solución real y aplicable. Como segundo pilar de la tesis complementario a la integración de Unidades de Aprendizaje, estudiamos el aprendizaje adaptativo: Los tipos, los avances y los enfoques y restricciones de modelado dentro de IMS-LD. Por último, y como complemento de la investigación teórica, a través de diversos casos prácticos estudiamos la manera en que IMS-LD modela la perzonalización del aprendizaje y hasta qué punto. Este primer bloque de análisis (general, integración y aprendizaje adaptativo) nos permite realizar una crítica estructural de IMS-LD en dos grandes apartados: Modelado y Arquitectura. Modelado apunta cuestiones que necesitan mejora, modificación, extensión o incorporación de elementos de modelado dentro de IMS-LD, como son procesos, componentes y recursos de programación. Arquitectura engloba otras cuestiones centradas en la comunicación que realiza IMS-LD con el exterior y que apuntan directamente a capas estructurales de la especificación, más allá del modelado. Aunque se encuentra fuera del núcleo de esta tesis, también se ha realizado una revisión de aspectos relacionados con Herramientas de autoría, por ser este un aspecto que condiciona el alcance del modelado y la penetración de la especificación en los distintos públicos objetivo. Sobre Herramientas, no obstante, no realizamos ninguna propuesta de mejora. La solución desarrollada, se centra en las diversas cuestiones sobre Modelado y Arquitectura encontradas en el análisis. Esta solución se compone de un conjunto de propuestas de estructuras, nuevas o ya existentes y modificadas, a través de las que se refuerza la capacidad expresiva de la especificación y la capacidad de interacción con un entorno de trabajo ajeno. Esta investigación de tres años ha sido llevada a cabo entre 2004 y 2007, principalmente con colegas de The Open University of The Netherlands, The University of Bolton, Universitat Pompeu Fabra y del departamento Research & Innovation de ATOS Origin, y ha sido desarrollada parcialmente dentro de proyectos europeos como UNFOLD, EU4ALL y ProLearn. La conclusión principal que se extrae de esta investigación es que IMS-LD necesita una reestructuración y modificación de ciertos elementos, así como la incorporación de otros nuevos, para mejorar una expresividad pedagógica y una capacidad de integración con otros sistemas de aprendizaje y estándares eLearning, si se pretenden alcanzar dos de los objetivos principales establecidos de base en la definición de esta especificación: La personalización del proceso de aprendizaje y la interoperabilidad real. Aun así, es cierto que la implantación de la especificación se vería claramente mejorada si existieran unas herramientas de más alto nivel (preferiblemente con planteamiento visual) que permitieran un modelado sencillo por parte de los usuarios finales reales de este tipo de especificaciones, como son los profesores, los creadores de contenido y los pedagogos-didactas que diseñan la experienicia de aprendizaje. Este punto, no obstante, es ajeno a la especificación y afecta a la interpretación que de la misma realizan los grupos de investigación y compañías que desarrollan soluciones de autoría. _____________________________________________
dc.description.abstract IMS Learning Design (IMS-LD) is a current asset in eLearning and blended learning, due to several reasons: a) It is a specification that points to standardization and modeling of learning processes, and not just content; at the same time, it is focused on the re-use of the information packages in several contexts; b) It shows a deeper pedagogical expressiveness than other specifications, already delivered or in due process c) It is integrated at different levels into well-known Learning Management Systems (LMSs) d) There are a huge amount of European research projects and groups working with it, which aims at sustainability (in academia, at least) Nevertheless, IMS-LD is roughly an initial outcome (be aware that we are still working with the same release, dated on 2003). Therefore, it can and must be improved in several aspects, i.e., pedagogical expressiveness and interoperability. In this thesis, we concentrate on Adaptive Learning (or Personalised Learning) and on the Integration of Units of Learning (UoLs). They both are core aspects which the specification is built upon. They also can improve it significantly. Adaptation makes personalised learning itineraries, adapted to every role, to every user involved in the process, and focus on several aspects, i.e., flow, content and interface. Integration fosters the re-use of IMS-LD information packages in different contexts and connects both-ways UoLs with other specifications, models and LMSs. In order to achive these goals we carry out a threephase analysis. First, analysis of IMS-LD in several steps: foundations, information model, construction of UoLs. From Level A to Level C, we analyse and review the specification structure. We lean on a theoretical frameword, along with a practical approach, coming from the actual modeling of real UoLs which give an important report back. Out of this analysis we get a report on the general structure of IMS-LD. Second, analysis and review of the integration of UoLs with several LMSs, models and specifications: we analyse three different types of integration: a) minimal integration, with a simple link between parts; b) embedded integration, with a marriage of both parts in a single information package; and d) full integration, sharing variables and states between parts. In this step, we also show different case studies and report our partial conclusions. And third, analysis and review of how IMS-LD models adaptive learning: we define, classify and explain several types of adaptation and we approach them with the specificacion. A key part of this step is the actual modeling of UoLs showing adaptive learning processes. We highlight pros and cons and stress drawbacks and weak points that could be improved in IMS-LD to support adaptation, but also general learning processes Out of this three-step analysis carried out so far (namely general, integration, adaptation) we focus our review of the IMS-LD structure and information model on two blocks: Modeling and Architecture. Modeling is focused on process, components and programming resources of IMS-LD. Architecture is focused on the communication that IMS-LD establishes outside, both ways, and it deals with upper layers of the specification, beyong modeling issues. Modeling and Architecture issues need to be addressed in order to improve the pedagogical expressiveness and the integration of IMS-LD. Furthermore, we provide an orchestrated solution which meets these goals. We develop a structured and organized group of modifications and extensions of IMS-LD, which match the different reported problems issues. We suggest modifications, extensions and addition of different elements, aiming at the strength of the specification on adaptation and integration, along with general interest issues. The main conclusion out of this research is that IMS-LD needs a re-structure and a modification of some elements. It also needs to incorporate new ones. Both actions (modification and extension) are the key to improve the pedagogical expressiveness and the integration with other specifications and eLearning systems. Both actions aim at two clear objectives in the definition of IMS-LD: the personalisation of learning processes, and a real interoperability. It is fair to highlight the welcome help of high-level visual authoring tools. They can support a smoother modeling process that could focus on pedagogical issues and not on technical ones, so that a broad target group made of teachers, learning designers, content creators and pedagogues could make use of the specification in a simpler way. However, this criticism is outside the specification, so outside the core of this thesis too. This three-year research (2004-2007) has been carried out along with colleagues from The Open University of The Netherlands, The University of Bolton, Universitat Pompeu Fabra and from the Department of Research & Innovation of ATOS Origin. In addition, a few European projects, like UNFOLD, EU4ALL and ProLearn, have partially supported it.
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso spa
dc.language.iso eng
dc.rights Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.subject.other Internet en la enseñanza
dc.subject.other e-Learning
dc.subject.other Enseñanza asistida por ordenador
dc.subject.other Tecnología educativa
dc.subject.other IMS Learning Design
dc.title Extension of the IMS Learnin Design specification based on adaptation and integration of units of learning
dc.title Extensión de la especificación IMS Learning Design desde la adaptación e integración de unidades de aprendizaje
dc.type doctoralThesis
dc.type doctoralThesis
dc.type.review PeerReviewed
dc.subject.eciencia Informática
dc.rights.accessRights openAccess
dc.contributor.departamento Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Informática
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