Mecanismos semánticos orientados a la flexibilidad de los repositorios para objetos de aprendizaje

506 Pages·2008·7.2 MB·Spanish

by  Jesús Soto Carrión

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UNIVERSIDAD DE ALCALA
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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA COMPUTACION
TESIS DOCTORAL
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MECANISMOS SEMANTICOS ORIENTADOS A LA FLEXIBILIDAD DE LOS
REPOSITORIOS PARA OBJETOS DE APRENDIZAJE
Autor:
Jesu´s Soto Carrio´n
Ingeniero en Inform´atica
Directores:
Dr. Salvador Sa´nchez Alonso
Dra. Elena Garc´ıa Barr´ıocanal
Alcala´ de Henares, Febrero 2008

Dept. Ciencias de la Computación
Escuela Técnica Superior Ingeniería Informática
Ctra. Barcelona km. 33,600
28871 Alcalá de Henares (Madrid)
Teléfonos: 91 885 66 45
Fax: [phone]

Los Drs. D. Salvador Sánchez Alonso y Dña. Elena García Barriocanal, profesores del Departamento de
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A Ciencias de la Computación de la Universidad de Alcalá, en calidad de directores del trabajo de tesis
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I doctoral titulado “Mecanismos semánticos orientados a la flexibilidad de los repositorios para
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A objetos de aprendizaje” y realizado por D. Jesús Soto Carrión,
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A HACEN CONSTAR:
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E Que dicho trabajo tiene suficientes méritos teóricos contrastados adecuadamente mediante las
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O validaciones oportunas y aportaciones altamente novedosas. Por todo ello consideran que procede su
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ON defensa pública.
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Á, En Alcalá de Henares, a ______ de ______________ de ________.
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N Dr. Salvador Sánchez Alonso Dra. Elena García Barriocanal
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Dept. Ciencias de la Computación
Escuela Técnica Superior Ingeniería Informática
Ctra. Barcelona km. 33,600
28871 Alcalá de Henares (Madrid)
Teléfonos: 91 885 66 45
Fax: [phone]

Dra. Dña. Enriqueta Muel Muel, Profesora Titular de Universidad del Área de Ciencias de la Computación
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A e Inteligencia Artificial, en calidad de Directora del Departamento de Ciencias de la Computación.
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A CERTIFICA: Que la Tesis Doctoral titulada: “Mecanismos semánticos orientados a la flexibilidad de
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E los repositorios para objetos de aprendizaje”, realizado por D. Jesús Soto Carrión y dirigida por Dr. D.
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O Salvador Sánchez Alonso y Dra. Dña. Elena García Barriocanal, reúne los requisitos para su presentación
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ON y defensa pública.
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Fdo: Enriqueta Muel Muel

A mi mujer, Elisa, y al hijo que esperamos con toda
ilusio´n.

Tabla de contenidos
Tabla de contenidos
I
Lista de tablas
VI
Lista de figuras
IX
Resumen
XIII
Abstract
XVII
Agradecimientos
XIX
1. Introduccio´n 1
1.1. Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2. Objetivos y aportaciones originales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3. M´etodo de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3.1. Planificaci´on general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4. Estructura del documento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2. Estado de la cuestio´n 11
2.1. El nuevo espacio europeo de ensen˜anza . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.1. La educacio´n y formaci´on continua como motor de la “moder-
nizacio´n social europea” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2. Objetos de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.1. Definici´on de objeto de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.2. Metadatos en los objetos de aprendizaje . . . . . . . . . . . . 18
2.3. Usos de los objetos de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4. Esta´ndares y especificaciones relevantes para la investigacio´n . . . . . 24
2.4.1. Beneficios del modelo de los objetos de aprendizaje . . . . . . 26
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2.4.2. Metadatos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.4.3. Empaquetado y organizacio´n de recursos educativos . . . . . . 33
2.4.4. Contenido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.4.5. Manejo e intercambio de informacio´n entre sistemas LMS . . . 43
2.4.6. Competencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4.7. Interacci´on entre sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.4.8. SCORM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.5. Repositorios de objetos de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.5.1. Tecnolog´ıas utilizadas para la construcci´on de repositorios . . 59
2.5.2. An´alisis de los repositorios actuales . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.5.3. Conclusiones del ana´lisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3. Planteamiento del problema 87
3.1. Lasdistintasacepcionesdelterminoobjetodeaprendizaje:elproblema
de la falta de flexibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.2. Carencias de los registros de metadatos de los repositorios: el problema
de la heterogeneidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.3. La carencia de formalismos de representacio´n: el problema de la inter-
pretacio´n de los metadatos por parte de agentes software externos . . 96
3.4. Problemas de interoperabilidad y comunicaci´on . . . . . . . . . . . . 99
3.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4. Disen˜o de la soluci´on: Repositorio Sem´antico de Objetos de Apren-
dizaje 103
4.1. Web sema´ntica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.1.1. Evoluci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.1.2. Representacio´n del conocimiento en la Web . . . . . . . . . . . 110
4.1.3. Ontolog´ıas de nivel superior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.1.4. Tecnolog´ıas y lenguajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.1.5. Herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.2. Descripcio´n inicial de la solucio´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
4.2.1. Representacio´nsema´nticademetadatosdeobjetosdeaprendizaje148
4.2.2. Caracterizaci´on ontol´ogica necesaria para el disen˜o flexible de
repositorios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.2.3. Descripcio´n de recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
4.3. Versi´on inicial de la arquitectura para el almacenamiento sem´antico de
los objetos de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
4.3.1. Disen˜o inicial del prototipo del repositorio sem´antico de objetos
de aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
ii