Realización modular de actividades de autoevaluación

José Luís Muñoz Chain, Xavier Jaén i Herbera, Montse Novell i Enrech y Xavier Bohigas i Janoher

Desde hace unos años ha empezado a ser habitual que los profesores editen páginas en lenguaje HTML para incorporarlas en webs docentes [1]. La edición de estos materiales no tiene excesiva complicación para el profesor actualmente, ya que dispone de muchos y buenos editores de páginas web. La edición de actividades de autoevaluación tampoco representa excesivas dificultades si se restringe a formular cuestiones del tipo test, de forma que el estudiante sólo pueda contestar preguntas del tipo correcto / incorrecto. Las dificultades empiezan cuando el profesor quiere incorporar en sus páginas preguntas de autoevaluación que requieran del estudiante repuestas mas allá del clásico test cerrado [2]. Partiendo de esta dificultad hemos elaborado algunos elementos modulares que permiten de forma simple la elaboración de pruebas de autoevaluación con la posibilidad de que el estudiante pueda introducir datos en diversos formatos (ángulos, números en notación científica, vectores, etc...), a la vez que se incluye un sistema de corrección con la visualización de la solución automáticamente.

En esta ponencia se describen algunos de estos elementos modulares que pueden ser incluidos en páginas con formato HTML con el objetivo de que el estudiante pueda realizar pruebas de autoevaluación. El desarrollo de estos elementos se sitúa dentro del proyecto la baldufa [3] cuyo principal objetivo es la investigación de las posibilidades didácticas de Internet, en general, y en particular en el ámbito de la enseñanza y el aprendizaje de la Física [4].

Se ha escogido el lenguaje Java para desarrollar estos elementos modulares interactivos debido a las especiales características de este lenguaje de programación, entre las que podemos destacar que es un lenguaje orientado a objetos, es distribuido, robusto, es seguro y es independiente de la arquitectura. Todo esto hace que el lenguaje Java sea especialmente adecuado para aplicaciones en la red.

El objetivo de diseñar unos elementos modulares interactivos es el de facilitar herramientas para la evaluación de conocimientos a distancia a través d'Internet y proporcionar recursos de autoevaluación. La forma más directa para realizar pruebas de autoevaluación, seria elaborar un examen de forma que todo él se integre dentro de un applet, que se debería encargar de coger las respuestas que da el estudiante y evaluarlas. Esta opción pero, presenta un gran problema: cada vez que el profesor quiera elaborar una nueva prueba, o modificar una ya existente, debería cambiar el código del applet de la forma oportuna, y volverlo a compilar. Obviamente, esta opción obliga al profesor, que quiera hacer una prueba de evaluación, tener conocimientos de lenguaje Java, además de emplear un tiempo nada despreciable para diseñar el nuevo applet que contenga el nuevo examen.

Hemos optado por una solución más cómoda para el profesor. Consiste en diseñar un sistema modular y flexible, constituido por varios applets independientes, de forma que siguiendo un mecanismo preestablecido, dé al conjunto, la apariencia y la funcionalidad de un examen único.

De esta manera, cuando el profesor quiera elaborar una prueba de evaluación deberá preocuparse únicamente de los contenidos específicos de la prueba sin necesidad de ser un usuario informático experto. Después de elaborar la página web en formato HTML que contiene el enunciado del examen, que puede incluir texto, imágenes, applets de modelización o de otras utilidades, deberá añadir las llamadas a los applets que hemos diseñado, allá donde sea necesario. Para añadir estos applets únicamente deberá insertar en el lugar que él quiera el código HTML necesario para referenciarlo. Además de la página que contiene la prueba de autoevaluación propiamente dicha, el profesor deberá elaborar un fichero de texto en el que se indique cuales son las preguntas correctas y, si lo considera oportuno, también deberá incluir los comentarios o sugerencias que aparecerán en la ventana de respuestas después que el alumno haya contestado al cuestionario.

Los applets desarrollados son suficientemente genéricos para poder ser utilizados en gran diversidad de situaciones. Además, con el objetivo de adaptarlos a situaciones muy específicas, el profesor puede utilizar diferentes parámetros de configuración que se incorporan en el código HTML de la página en la que el profesor ha confeccionado la prueba.

También hemos implementado una aplicación con la que el profesor puede obtener información sobre cuales han sido las respuestas de los alumnos al examen propuesto, el detalle de las preguntas que ha respondido correcta o incorrectamente, así como las notas que han obtenido sus alumnos. Todo ello puede ser consultado desde una página web. De esta manera el profesor puede hacer un seguimiento del aprendizaje de sus alumnos. Lógicamente, para la gestión de esta información se han desarrollado los oportunos filtros de seguridad necesarios para asegurar la confidencialidad.

El sistema desarrollado está, básicamente, constituido por dos tipos de applets. Por un lado, los de entrada y salida de datos y, por otro, los que se encargan de la evaluación propiamente dicha.

Los applets de entrada de datos, permiten al estudiante responder a las preguntas del cuestionario de una manera cómoda e interactiva. El applet que se encarga de la evaluación coge, por un lado, las respuestas introducidas por el estudiante usando nuestros applets de entrada/salida de datos, y por otro lado también adquiere las soluciones al cuestionario que se encuentran en el servidor. Previamente el profesor debe haber elaborado un fichero de texto en el que, de una manera ordenada, están las respuestas correctas al cuestionario, así como los comentarios a las calificaciones obtenidas por los estudiantes que quiere que salgan en la ventana de respuestas. Una vez el applet evaluador tiene las respuestas del estudiante y las soluciones, hará la evaluación propiamente dicha. De esta manera, en función de la configuración de los parámetros del applet escogida por el profesor, podrá

• Mostrar la nota alcanzada por el estudiante en el cuestionario.
• Mostrar cuales son las respuestas que el estudiante ha contestado correctamente y cuales no.
• Mostrar cuales son las respuestas correctas, que aparecerán sobre los mismos applets que el estudiante utiliza para introducir sus respuestas.
• Mostrar comentarios al estudiante sobre la prueba que ha realizado.
• Mostrar comentarios al estudiante a las preguntas contestadas.
• Dejar constancia de las respuestas del estudiante en un fichero en el servidor.
• Dejar constancia de la nota obtenida por el estudiante en un fichero de notas en el servidor.

Dos aspectos que se han tenido que resolver, debido a la estructura que se ha querido dar a los applets, han sido la comunicación entre applets y la comunicación cliente-servidor [5].

Al haber diseñado una solución modular que está constituida por diferentes applets, necesitamos que pueda haber transferencia de información entre ellos. Concretamente necesitamos que el applet encargado de realizar la evaluación sea capaz de coger las respuestas facilitadas por el estudiante en los diferentes applets de entrada.

Para garantizar que los estudiantes no puedan ver los ficheros con las respuestas correctas, debemos situar estos ficheros en un espacio del servidor fuera del espacio accesible desde la web. Por otro lado ha de existir un mecanismo que nos permita leer estos ficheros de soluciones desde nuestro applet evaluador.

Para dejar constancia de las respuestas del estudiante debemos escribir estas en un fichero en el servidor. Java no permite esta acción por lo que hemos implementado otra aplicación específica para poderla realizar.

Y, finalmente, también necesitamos un mecanismo de lectura de ficheros para que el profesor pueda consultar las respuestas de los alumnos desde Internet. Tengamos en cuenta que los ficheros que contienen las respuestas deben estar situadas en una zona del servidor inaccesible desde la WWW.

El profesor, cuando diseñe una prueba de evaluación, realizará preguntas de manera que el formato necesario para que el estudiante introduzca la respuesta deberá adoptar formas diferentes. Pasamos a describir algunos de estos elementos interactivos que puede utilizar el profesor par elaborar las pruebas de evaluación y que el estudiante usará para introducir las respuestas.

En la figura 1 podemos ver el tipo de ventana que aparece en un cuestionario en el que el estudiante debe validar la opción que considera correcta, a partir de la información del enunciado de la pregunta. El applet permite configurar el aspecto de las opciones de respuesta (alfabético, numérico,...), el número de opciones que se presentan (en este caso cuatro), así como opción de respuesta única o multirespuesta.

Es muy habitual que se proponga al alumno que, para responder correctamente a la pregunta que se la hace, deba realizar algún cálculo, por tanto deberá introducir como respuesta un resultado que puede tener formato de número o de una magnitud vectorial. En la figura 2 se muestran tres applets que permiten introducir ángulos, vectores y

números como respuesta que posteriormente será evaluada por el applet evaluador. Los ángulos se pueden introducir directamente escribiendo en la ventana su valor numérico, seleccionando la unidad con la que se quiere expresar éste (grados sexagesimales, radianes o grados centesimales). También se pueden introducir los ángulos actuando sobre la representación gráfica mediante el ratón. De forma análoga se introducen los vectores; se ha hecho la aplicación para dos dimensiones. El estudiante puede definir el vector por sus componentes cartesianas, en forma polar o incluso gráficamente utilizando el ratón. Los datos numéricos los puede introducir utilizando la notación científica; si sólo utiliza el campo designado con la letra "x", después de validar el dato introducido pulsando la tecla "intro", aparece en la ventana de la derecha el número expresado correctamente en notación científica.

Después de introducir los datos en el formato adecuado, el estudiante ha de validar sus respuestas para que sean evaluadas. Para realizar esta operación el estudiante debe pulsar la tecla "contestar" después de haber respondido a las preguntas de la prueba utilizando los applets descritos más arriba (véase la figura 3). En estos momentos se ejecuta la aplicación de lectura de todos los applets en los que se ha introducido los datos, y la aplicación de lectura del fichero donde está la respuesta correcta a la prueba que se va a evaluar, se comparan las dos informaciones y se evalúa el conjunto de respuestas dadas por el estudiante. Inmediatamente aparece en la ventana el resultado de la evaluación de la prueba que incluye la nota obtenida (el profesor puede ponderar las preguntas que constituyen la prueba) y el comentario que previamente había escrito el profesor. Debajo de esta ventana de comunicación se activan las respuestas que el estudiante ha respondido correctamente y las que ha respondido incorrectamente (véase la figura 4).

La incrustación de los elementos descritos en una página HTML se realiza de una forma muy sencilla. Veamos un ejemplo para ilustrar cómo se deben incorporar los elementos descritos con el objetivo de elaborar una prueba de autoevaluación.

En el lugar del documento donde el profesor quiere incorporar una pregunta en la que el alumno debe elegir la respuesta entre varias soluciones, deberá insertar un texto como este:

Uno de los parámetros que debemos modificar al incorporar cada applet es el número correspondiente a la pregunta (name = "Q1"), escribiendo Q2 cuando incluyamos la pregunta número 2 y sucesivamente para las otras preguntas. Es imprescindible trabajar de esta manera para que el applet evaluador pueda comparar las respuestas dadas por el estudiante con el fichero de las soluciones. Con la inclusión de este texto, en la página HTML aparecerá, cuando se visualice con un navegador, el objeto de la figura 1.

Otros parámetros configurables son: el número de posibles respuestas (VALUE="4"), si son multirespuesta o no, y si se desea que en la pantalla aparezcan las opciones con numeración alfabética o numérica. Se debe indicar la puntuación que desea asignar en el caso de que la respuesta sea correcta o incorrecta para obtener la nota que ha obtenido el alumno al responder el cuestionario.

Para incrustar los otros applets de introducción de datos se deberá escribir el nombre del applet correspondiente, así si queremos que la respuesta sea de tipo numérico, como el que podemos ver en la parte inferior de la figura 2, deberemos escribir:

Esta sería la séptima pregunta del cuestionario (name = "Q7"). Está ponderada de forma que se obtiene un punto positivo en el caso de ser contestada correctamente; y se le ha asignado una puntuación negativa de 0,25 puntos, en caso de responder una opción incorrecta.

De una forma análoga se incrustan los otros elementos interactivos de introducción de datos o de respuesta.

Finalmente en la figura 5 se muestra el aspecto de una pregunta en la que el alumno debe realizar un cálculo y responder la pregunta marcando una de las posibles respuestas que se le proponen. En éste caso el estudiante ha escogido la respuesta C, el sistema ha evaluado su respuesta y en la ventana del applet evaluador le aparece el comentario del profesor en el que le dice que la respuesta por él escogida es incorrecta y una indicación sobre la posible causa de su error. Se pueden ver otros ejemplos en [6].

[1] Albert Díaz i Clara Salueña; Universitat de Barcelona. Página con contenidos sobre Campos de fuerzas centrales.

http://www.ffn.ub.es/mecanica/centhtml/centhtml.html

[2] La Ciencia es divertida. Página en forma de cuestionario cerrado http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab/1719/test5maq1.html

[3] Página principal del proyecto la baldufa. http://baldufa.upc.es

[4] X. Bohigas, X. Jaén i M. Novell; "Teaching and learning Physics using Internet: la baldufa project", Higher Education in Europe. Vol. XXIII, 2 (1998) 233.

[5] Angel Franco; Física con ordenador. Universidad del País Vasco.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm

[6] Ejemplos de páginas que incluyen alguno de los módulos interactivos descritos en esta comunicación.

http://baldufa.upc.es/baldufa/parti/f0/f0q005/f0q005.htm

http://baldufa.upc.es/baldufa/parti/h0/h0z001/h0z001.html

http://baldufa.upc.es/baldufa/parti/h0/h0q008/h0q008.html