Desarrollo de un tutor de aprendizaje basado en tecnologías Cloud y semánticas

Vergara Manrique, David
Baldassarri Santa Lucía, Sandra (dir.) ; Álvarez Pérez-Aradros, Pedro (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2016
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Lenguajes y Sistemas Informáticos

Graduado en Ingeniería Informática

Resumen: Este trabajo de fin de grado comprende el análisis, diseño e implementación de un sistema software, accesible vía Web, que permita a los estudiantes acceder y utilizar objetos de aprendizaje, así como evaluar el conocimiento adquirido a partir de los mismos. Esta evaluación se lleva a cabo mediante la creación de estructuras semánticas que representen el contenido del objeto de aprendizaje accedido. Funcionalmente, el sistema permite al profesor almacenar estos objetos de aprendizaje, en formato de vídeo, junto con un Topic Map(estructura semántica) que describa lo que espera que el estudiante aprenda a través del objeto de aprendizaje. Los estudiantes, son capaces de buscar y acceder a estos objetos, bien a través de las asignaturas en las que están matriculados, o haciendo uso de una barra de búsqueda mediante palabras clave. Tras la visualización del vídeo, el estudiante puede introducir un Topic Map que represente el conocimiento adquirido a través del objeto de aprendizaje. Internamente, el sistema analizará semánticamente en qué medida el Topic Map elaborado por el estudiante se corresponde con el Topic Map provisto por el profesor, utilizando para ello técnicas predefinidas y contrastadas en base a distintas métricas de similaridad, junto con algoritmos del teorema de grafos. A partir de este análisis, se generan una serie de indicadores que son mostrados al estudiante para que éste observe el grado de comprensión alcanzado del objeto de aprendizaje. El sistema desarrollado posee una arquitectura desplegada en la nube, orientada a servicios, que implementa un modelo Cliente-Servidor estructurado en capas. La parte servidor ofrece un API RESTful y es la encargada de llevar a cabo el análisis semántico, durante el cual se hará uso de servicios web externos. La parte cliente presenta una interfaz gráfica a los profesores y estudiantes mediante la cual poder interaccionar con la aplicación. Adicionalmente, el sistema cuenta con un sistema de acceso seguro basado en cuentas de usuario, y un sistema de registro de eventos, que genera ficheros de log con las interacciones de red y acciones de los usuarios en el sistema para su posterior análisis. En relación a las tecnologías, se puede diferenciar claramente entre tecnologías utilizadas en la parte cliente, servidor y las tecnologías de almacenamiento de información. Por un lado, la interfaz del usuario se ha implementado haciendo uso de AngularJS junto a Boostrap, dos frameworks que permiten la creación de interfaces dinámicas y responsivas (para su utilización en smartphones). En lo relativo al servidor, éste hace uso de NodeJS junto con su framework ExpressJS, tecnologías con la que se define el API RESTful mediante el cual se puede interaccionar con el sistema vía llamadas HTTP. Además, se hace uso de Java con el fin de llevar a cabo el análisis de equivalencia entre Topic Maps. Por último, para el almacenamiento de información del sistema, se ha hecho uso de MongoDB como base de datos. Esta base de datos es de tipo NoSQL orientada a documentos; la interacción con la misma se realizará desde el servidor haciendo uso de la herramienta Mongoose.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado