Statmedia: un entorno de actividades

individualizadas de estadística y matemáticas

Miñarro, Antonio; Arcas, Antoni; Calvo, Miquel

Universidad de Barcelona. Departamento de Estadística
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Keywords

Plataformas de formación online, sistemas de autoaprendizaje y autoevaluación, docencia en ciencias experimentales, docencia en ciencias de la salud, enseñanza de la estadística y la investigación operativa, formación semi-presencial, Cataluña.

Presentación y objetivos

Los autores formamos parte del grupo de innovación docente Statmedia de la Universidad de Barcelona. El origen del grupo fue la creación de un curso multimedia de estadística publicado en formato cd-rom en 2003 y que actualmente se encuentra en su mayor parte en versión libre en la red. Puede consultarse en la dirección http://www.ub.edu/stat/GrupsInnovacio/Statmedia/demo/Statmedia.htm . A lo largo de los últimos años hemos desarrollado una serie de proyectos de innovación en el campo de la docencia de la estadística. Estos proyectos han permitido el desarrollo de un sistema de diseño, publicación y gestión por Internet de diferentes sesiones prácticas de estadística basadas en documentos HTML, complementados y gestionados por applets y servlets de Java.

Los principales objetivos desarrollados y finalizados en las primeras fases de nuestro trabajo han sido los siguientes:

1. Conseguir un aprendizaje basado en casos prácticos que permita una mayor motivación hacia la estadística de los alumnos de diferentes titulaciones experimentales.
2. Desarrollar un sistema compatible con una evaluación continua de los estudiantes aun cuando los grupos sean numerosos sin que suponga una carga inasumible de trabajo para los profesores.
3. Permitir que parte del trabajo del estudiante, y según considere el profesor, pueda realizarse de manera autónoma fuera del aula, pero permitiendo una monitorización exhaustiva de la actividad de los estudiantes por parte del profesorado.
4. Desarrollar un entorno de trabajo estadístico autónomo y con bajos requerimientos de hardware.
5. Individualizar el trabajo de cada estudiante e incrementar las posibilidades de discusión de resultados mediante la generación de conjuntos de datos personalizados.

El último objetivo es una consecuencia inmediata de dejar abierta la posibilidad de realizar las prácticas de manera no presencial y hacer compatible esta situación con un trabajo personalizado y diferenciado para cada estudiante.

Actualmente hemos ampliado la lista de objetivos con los siguientes:

- Crear una biblioteca de casos que permita disponer de un repositorio que pueda ayudar a personalizar diferentes cursos.
- Trascender el concepto de práctica para transformar el sistema en un gestor integrado de actividades individualizadas: listas de problemas, sesiones prácticas, pruebas de evaluación, etc.
- Incorporar las herramientas que permitan incluir diferentes partes de la estadística: cálculo de probabilidades, diseño de experimentos; y expandir el contenido a cursos de matemáticas.
- Explorar el nivel máximo de interacción que pueda lograrse entre el entorno Statmedia y entornos virtuales como por ejemplo el Moodle.

Descripción del entorno de trabajo

El entorno de trabajo está basado en cuatro elementos fundamentales:

• Un conjunto de programas java residentes en el servidor (servlets) que controlan la aplicación: desde la validación del usuario hasta el intercambio de información con la base de datos y la navegación a través de los diferentes elementos del sistema.
• Una serie de páginas JSP llamadas por los servlets en el contexto de la navegación por la sesión y que envían al cliente un documento HTML construido de manera dinámica y en el que se insertan los datos individualizados y cualquier otro tipo de información o cuestiones personalizadas necesarias. El diseñador de una actividad debe, básicamente, generar documentos HTML con algunas etiquetas especiales para la navegación e inclusión de datos y preguntas personalizadas.
• Una base de datos Oracle que almacena la información de los estudiantes, los parámetros necesarios para la individualización y corrección de las actividades y las respuestas ofrecidas por los alumnos a las diferentes cuestiones.
• Un software estadístico propio en lenguaje Java desarrollado por nosotros y en un formato de calculadora estadística que es llamado por un botón insertado en las páginas de hipertexto y aparece en un ventana independiente pero interactuando con las páginas HTML y permitiendo la carga automática de los datos individualizados de cada estudiante.

En la Figura 1 mostramos el aspecto de parte de una sesión práctica donde pueden observarse diversos tipos de preguntas que admite el sistema: cuestiones tipo test, campos abiertos; junto con una de las ventanas correspondientes a la calculadora estadística. 

Fig. 1 Aspecto de una página correspondiente a una sesión práctica con la calculadora estadística y diferentes tipos de cuestiones.

La individualización de los datos para cada estudiante se logra a través de la definición de los que denominamos datasets (dts). Un dts es un vector de valores generados por un método java a partir de un conjunto de parámetros que lo caracterizan. La utilización de semillas basadas en la identificación del estudiante permite obtener datos personalizados. El diseñador de la actividad puede controlar, a través de diferentes parámetros, la distribución global de los datos para un grupo de estudiantes. Si es su deseo puede modular los datos para que determinados porcentajes de estudiantes tengan diferentes distribuciones en los datos, consiguiendo de este modo diferentes resultados estadísticos bajo un mismo enunciado global e incrementando de este modo las posibilidades de discusión técnica. Las páginas JSP nos permiten personalizar también el texto de los enunciados o de las preguntas según los resultados esperados para un alumno concreto. Por ejemplo podemos variar el enunciado si sabemos que para un alumno concreto un determinado contraste será o no significativo. Es importante destacar que la base de datos no almacena directamente los datos sino únicamente los parámetros que los definen y que éstos son generados automáticamente cada vez que se ejecuta la página JSP. Los datos individualizados se mantienen constantes independientemente de la máquina utilizada o del número de sesiones en que se acceda a la actividad.

En la Figura 2 puede observarse un ejemplo de definición de algunos datasets para una sesión práctica.

Fig. 2 Definición de “datasets” para la sesión práctica número 1 de Bioestadística

La corrección de las actividades es automática y se efectúa a través de los mismos métodos java utilizados por el alumno en la calculadora para obtener los resultados, de este modo nos aseguramos de la consistencia entre los resultados obtenidos por los estudiantes y por el sistema de corrección. El profesor dispone de diferentes herramientas de seguimiento del rendimiento y de la actividad de los estudiantes, así como también de información relativa al momento y lugar, dentro o fuera del campus, en el que se realizan las diferentes actividades.

Algunos resultados

En los últimos años, más de 700 estudiantes por año en cuatro licenciaturas y diplomaturas diferentes (Biología, Geología, Ciencias Ambientales y Estadística) han utilizado los proyectos Statmedia.

Al finalizar el curso se les pasa una encuesta para recabar sus opiniones acerca de diferentes aspectos del proyecto. Algunos de los resultados obtenidos son los siguientes:

• La conveniencia de un aprendizaje basado en casos prácticos ha sido valorada con 4,66 sobre 5.
• El acuerdo con la utilización de datos individualizados y la mejora que puede suponer de cara a la discusión estadística de los resultados ha obtenido 3,47 puntos sobre 5.
• La posibilidad de realizar parte de las actividades de forma no presencial ha sido valorada positivamente con una puntuación de 4,58 sobre 5.
• La evaluación continua de conocimientos con un 4,64 sobre 5.
• El índice de satisfacción global ha sido de 7,4 sobre 10.

A través de las herramientas de análisis incorporadas hemos detectado que: 

• Un 67% de los alumnos matriculados ha realizado de forma efectiva las actividades propuestas, suponiendo una mejora respecto las marcas obtenidas anteriormente o en otras asignaturas similares.
• Un 35% del total de ediciones de las sesiones se realizaron fuera del campus de la UB.

Los profesores que han utilizado el sistema lo consideran una herramienta útil, dinámica y flexible para la enseñanza de la estadística.

También ha mostrado su utilidad en el proceso de adaptación al espacio europeo de educación superior.

Referencias 

Becker, B.J. A Look at the Literature (and Other Resources) on Teaching Statistics. Journal Educational and Behavioral Statistics, 21, (1996).

Calvo, M et al; Statmedia: Un curso multimedia de Estadística. Publicacions de la Universitat de Barcelona (2003).

Johnson, H.D.; Dasgupta N., Traditional versus Non-traditional Teaching: Perspectives of Students in Introductory Statistics Classes, Journal Statistics Education Vol.13, Number 2 (2005)

Timothy S. Vaughan T.S., Teaching Statistical Concepts With Student-Specific Datasets, Journal Statistics Education Vol.11, Number 1 (2003),