Alternativa De Integraci ´On De Un Lms Con Una Pantalla Interactiva De Bajo Coste
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ALTERNATIVA DE INTEGRACION´ DE UN LMS CON UNA PANTALLA INTERACTIVA DE BAJO COSTE Trabajo de Grado Jhon Jairo Ibarra Samboni Juan Sebastian´ Mej´ıa Vallejo Director: PhD. Ing. Gustavo Adolfo Ram´ırez Gonzalez´ Universidad del Cauca Facultad de Ingenier´ıa Electronica´ y Telecomunicaciones Departamento de Telematica´ L´ınea de Investigacion´ en Aplicaciones sobre Internet Popayan,´ julio de 2012 CONTENIDO Pag.´ 1 Introduccion´ 1 1.1 Contexto General . 1 1.2 Declaracion´ del Problema . 2 1.3 Escenario de motivacion´ .................................. 3 1.4 Hipotesis´ . 3 1.5 Objetivos . 3 1.6 Experimentacion´ ...................................... 3 1.7 Metodolog´ıa del trabajo de grado . 4 1.8 Contenido de la monograf´ıa................................. 5 2 Estado del Arte 7 2.1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES . 7 2.1.1 E-learning . 7 2.1.2 Aprendizaje ubicuo (Ubiquitous Learning, u-Learning) . 8 2.1.3 Pizarra Digital Interactiva (PDI) . 8 2.1.4 Caracter´ısticas de la pizarra digital interactiva respecto a la pizarra convencional. 9 2.2 TECNOLOGIAS´ RELACIONADAS . 10 2.2.1 Tecnolog´ıas en pizarras digitales interactivas . 10 2.2.2 Comparacion´ de caracter´ısticas de pizarras comerciales . 14 CONTENIDO 2.2.3 LMS (Learning Management System). 14 2.3 TRABAJOS RELACIONADOS . 17 2.3.1 Developing Teaching Scenarios in the Classroom Using Interactive Smart Board Ecosystem . 17 2.3.2 Economical Solution for an Easy to Use Interactive Whiteboard . 18 2.3.3 Study on e-learning education model based on web intelligence . 18 2.3.4 Project-Based Learning and Rubrics in the Teaching of Power Supplies and Photovol- taic Electricity . 18 2.3.5 Hacking the Nintendo Wii Remote . 19 2.3.6 Design Issues in Remote Visualization of Information in interactive Multimedia E- Learning Systems . 19 2.3.7 E-Learning: Virtual Classrooms as an Added Learning Platform . 19 2.3.8 Design of Interactive Board System for Collaborative Learning . 19 2.3.9 Simple Learning Design 2.0 . 20 2.3.10 Interactive Multimedia Touch Sensitive System . 20 2.3.11 Design of Map Decomposition and Wiimote-based Localization for Vacuuming Robots 20 2.3.12 Low-Cost Motion Capturing Using Nintendo Wii Remote Controllers . 20 2.3.13 El reto del e-learning 2.0 en los procesos de Educacion´ Superior. 21 2.4 Conclusiones del estado del arte . 21 3 Arquitectura de referencia para la integracion´ de una pizarra digital interactiva de bajo costo en la plataforma .LRN 23 3.1 Descripcion´ del sistema. 23 3.1.1 El cliente de Pizarra Digital Interactiva. 23 3.1.2 El cliente LMS Y WEB. 24 II CONTENIDO 3.1.3 Consideraciones de diseno................................˜ 24 3.1.4 Modelo de referencia del sistema de aprendizaje interactivo. 25 3.2 Arquitectura de OpenACS . 25 3.2.1 .LRN . 31 3.3 Arquitectura de la pizarra digital interactiva de bajo costo . 33 3.3.1 Lapiz´ Infrarrojo . 34 3.3.2 Wii Remote (Wiimote) . 35 3.3.3 Camara´ infrarroja . 36 3.3.4 Protocolo de comunicacion.´ . 36 3.3.5 HCI commands. 41 3.3.6 Service Discovery Protocol (SDP) . 41 3.4 Descripcion´ de la arquitectura . 43 3.4.1 Vista Casos de Uso . 44 3.4.2 Vista Logica.´ . 49 3.4.3 Vista de Procesos . 52 3.4.4 Vista de Implementacion.................................´ 54 3.4.5 Vista de Despliegue . 55 3.5 Conclusiones generales de la construccion´ de la arquitectura . 57 4 Implementacion´ de la arquitectura propuesta para la integracion´ de una pizarra digi- tal interactiva de bajo costo en la plataforma .LRN 59 4.1 Herramientas de integracion´ ................................ 59 4.1.1 Interfaz de la pizarra digital interactiva de bajo costo. 59 4.1.2 Interface de usuario con el servidor multimedia y servidor EVA. 65 III CONTENIDO 4.2 TECNOLOGIAS Y DISPOSITIVOS . 71 4.2.1 Adaptador Bluetooth . 71 4.2.2 Tipo de pantalla . 72 4.2.3 Librer´ıas para la aplicacion´ de escritorio de la “Pizarra W”. 72 4.2.4 Librer´ıas para la aplicacion´ Web multimedia. 73 4.3 Ubicacion´ y uso de los elementos de la pizarra digital interactiva de bajo costo. 74 4.3.1 Ubicacion´ del Wiimote y seguimiento del marcador IR. 74 4.3.2 Posicion´ del marcador IR . 75 4.3.3 Seleccion´ de LED infrarrojo . 75 4.4 Conclusiones acerca de la implementacion´ . 77 5 Experimentacion´ y Resultados 79 5.1 Experiencia 1 - Docente . 80 5.1.1 Conclusiones de la experiencia 1: . 83 5.2 Experiencia 2 - Docentes . 84 5.2.1 Conclusiones de la experiencia 2: . 98 5.3 Experiencia 3- Docentes . 99 5.3.1 Conclusiones de la experiencia 3: . 112 5.4 Conclusiones . 114 6 Conclusiones y Trabajo Futuro 115 6.1 Conclusiones . 115 6.1.1 Conclusiones sobre el estado del arte . 115 6.1.2 Conclusiones generales de la construccion´ de la arquitectura . 116 IV CONTENIDO 6.1.3 Conclusiones acerca de la implementacion´ . 117 6.1.4 Conclusiones de la experimentacion´ y resultados . 118 6.2 Aportes . 118 6.2.1 Arquitectura de referencia. 118 6.2.2 Herramientas de Integracion´ . 119 6.2.3 Experiencias en un ambiente de aprendizaje real . 119 6.3 Lecciones Aprendidas . 119 6.4 Trabajos Futuros . 120 Bibliograf´ıa 121 A Manuales de las herramientas de la pizarra W y la aplicacion´ web. 127 A.1 Manual de instalacion´ de la aplicacion´ “Pizarra W” . 127 A.2 Manual de usuario de la aplicacion´ “Pizarra W” . 135 A.3 Manual de la aplicacion web de la pizarra . 143 B Stack Bluetooth HID. 151 C Instrumentos de las experiencias. 153 C.1 Encuesta de evaluacion´ de la aplicacion´ cliente de la pizarra digital interactiva y aplicacion´ web.............................................. 153 V LISTA DE TABLAS Pag.´ 2.1 Caracter´ısticas de una PDI con respecto a una pizarra convencional . 10 2.2 Comparacion de modelos de pizarras digitales interactivas. 14 3.1 Detalles tecnicos´ de la camara´ del Wiimote. 37 4.1 Comparacion de librerias para manejar los sensores del Wiimote. 72 5.1 Cambios en la version´ 1.1 de la “Pizarra W” . 84 5.2 Variables de facilidad de los procedimientos para realizar la interaccion´ . 87 5.3 Facilidad de los procedimientos para compartir la informacion´ de los videos en la plataforma de aprendizaje de EVA . 87 5.4 Variables de experiencia de interaccion´ en la aplicacion´ “Pizarra W” y aplicacion´ web 88 5.5 Variable de aceptacion´ de la aplicacion´ “Pizarra W” y aplicacion´ web . 88 5.6 Variables de facilidad de los procedimientos para realizar la interaccion´ utilizando la aplicacion´ “Pizarra W” . 101 5.7 Facilidad de los procedimientos para compartir la informacion´ de los videos en la plataforma de aprendizaje de EVA - Experiencia 3. 102 5.8 Variables de experiencia de interaccion´ en la aplicacion´ “Pizarra W” y aplicacion´ web. - Experiencia 3 . 102 5.9 Variable de aceptacion´ de la aplicacion´ “Pizarra W” y aplicacion´ web - Experiencia 3 103 LISTA DE FIGURAS Pag.´ 1.1 Metodolog´ıa....................................... 4 2.1 Pizarra digital interactiva . 8 2.2 Configuracion´ de la PDI . 9 2.3 Camara´ infrarroja de alta velocidad . 11 2.4 Control de Nintendo Wii remote. 12 2.5 Ejes de Wiimote. 13 2.6 Camara del Wiimote. ..