WO2017074169A1 - Método implementado por unidad de cómputo para la clasificación y emparejamiento de paquetes de aprendizaje de matemáticas con clases de estudiantes - Google Patents

Método implementado por unidad de cómputo para la clasificación y emparejamiento de paquetes de aprendizaje de matemáticas con clases de estudiantes Download PDF

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WO2017074169A1
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Dino Alejandro PARDO GUZMÁN
Ramón SOTO DE LA CRUZ
Julio WAISSMAN VILANOVA
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PACHECO NAVARRO, Diana
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B7/00Electrically-operated teaching apparatus or devices working with questions and answers

Definitions

  • the sector in which the present invention is applied in a practical way is in the educational field and in those areas where it is necessary to classify and appropriately assign the information to a group of users.
  • the educational area has many faces, it is a complex system that involves different actors and scenarios.
  • a teacher In order for a teacher to carry out their work with precision and effectiveness, it is necessary that they know the strengths and weaknesses of their students to be able to assign school activities properly, that is, personalized attention is necessary.
  • personalized attention is necessary.
  • the platforms that are available, some free and some paid, offer to solve the problem partially, as shown in the following review of the main patents that exist.
  • the invention No. WO2013040111 A1 presents a micro skills organization design, focused on the self-assessment of a group.
  • the problem with this patent is that each group decides its own standards, which does not allow comparison between groups even when it has standardized tests of the skills to be achieved by the students.
  • the invention No. US20050244802 also works with schools or groups generating a global indicator that describes the performance achieved.
  • patent No. US6606480 shows an individualized learning program and generates programs of attention to The weaknesses found, like the invention No. US20120329029, the difference is that the latter delivers performance report to teachers.
  • the invention No. US20100279265 describes a learning model focused on a longitudinal diagnosis of competences, but without entering into an analysis of required processes or skills.
  • the patent aims to provide information to the teacher to address specific weaknesses and improve the performance of their students in official exams. An important detail is that it does not offer mechanisms for deep diagnosis as a key element of the educational process.
  • the invention No. US20020034719 presents a module for generating and assigning standardized tests according to the expected performance of a student or individual in general.
  • the invention focuses more on the care and transmission of test results.
  • the invention No. ÜS20110307396 presents a different aspect to the previous patents, since it assigns tests of academic performance by updating the student's proficiency profile, according to the unit standards evaluated.
  • the invention No. ÜS20040024778 presents a system for handling school documents, such as textbooks, teaching support materials, manuals and guides.
  • the invention provides an interface to gather materials related to a specific subject and facilitates the assignment of standardized tests to identify areas that need attention.
  • the main objective of this invention is to achieve the effective allocation of appropriate learning packages for each student, with the possibility that users can rate each learning unit by means of complexity, school grade, writing clarity and usefulness indices. . It is essential to identify the necessary micro skills that are critical and indispensable for the acquisition of knowledge, the measurement of these skills will allow the creation of a profile measured by an Academic Performance Index, including performance indicators in each of the micro skills of mathematics, a! as well as indicators of learning rhythms, mathematical self-esteem, demographic, cultural and economic context, as well as access to computing and communications infrastructure. It is appropriate to point out the importance of quantifying these indicators, since if a student has low self-esteem it is very likely to show academic problems so it will be necessary to solve these difficulties in the first place if a really important improvement is desired.
  • the system will integrate the information for the definition of classes or groups of students with similar characteristics, to which the didactic sequences that adjust to their needs will be assigned.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the system for classification and matching of the present invention.
  • Figure 2 is a flow chart of the system in question, where the components are illustrated in more detail.
  • the system for the classification of students and the pairing to learning units of the present invention is constituted by at least one method for assigning users to groups or classes of students with common characteristics ( Figure 1), which depends on the Significant Index of Academic Performance (ISDA) had as the average of the indicators of academic performance (IDA), learning rhythms (IRA), mathematical self-esteem (IAE), computing infrastructure and communications available (ITC) and demographic, cultural and economic context (CTX).
  • ISDA Significant Index of Academic Performance
  • IDA academic performance
  • IRA learning rhythms
  • IAE mathematical self-esteem
  • ITC computing infrastructure and communications available
  • CTX demographic, cultural and economic context
  • the following describes one of the methods where the present system can be used, which is in the identification of the characteristics of users of an educational platform in mathematics for the formation of groups according to common learning needs. Students are evaluated according to a matrix of knowledge or skills, from which evidence of the type of knowledge that dominates and which needs to be reinforced is obtained. This system would allow an adequate allocation of tasks (learning units) that would facilitate students to acquire the Micro Preset Skills (MHP) and achieve the acquisition of the necessary mathematical foundations.
  • MHP Micro Preset Skills

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
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  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
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Abstract

La presente invención describe un novedoso sistema para una correcta y apropiada asignación de unidades de aprendizaje a grupos de estudiantes, definidos tomando en cuenta la semejanza obtenida a través de diferentes índices académicos.

Description

MÉTODO IMPLEMENTADO POR UNIDAD DE CÓMPUTO PARA LA CLASIFICACIÓN Y EMPAREJAMIENTO DE PAQUETES DE APRENDIZAJE DE MATEMÁTICAS CON CLASES DE ESTUDIANTES
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
El sector en el cual se aplica la presente invención de manera práctica es en el ámbito educativo y en aquellas áreas donde sea necesario clasificar y asignar de manera apropiada la información a un grupo de usuarios.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El área educativa tiene muchas caras, es un sistema complejo que involucra diferentes actores y escenarios. Para que un docente pueda realizar su labor con precisión y efectividad, es necesario que conozca las fortalezas y debilidades de sus alumnos para poder asignar las actividades escolares de manera adecuada, es decir, es necesaria una atención personalizada. Sin embargo, en muchas ocasiones es difícil lograr que un maestro atienda de esta manera a cada uno de sus estudiantes ya sea por cuestiones de tiempo, por el tamaño del grupo o por otras actividades. Es por esto que, en vista del gran desarrollo tecnológico que estamos viviendo en la actualidad, existen plataformas en internet que intentan ayudar a resolver estos problemas. Las plataformas que se encuentran disponibles, algunas gratis y otras de paga, ofrecen resolver el problema de manera parcial, como lo muestra la siguiente reseña de las principales patentes que existen.
La mayoría pretenden encontrar el perfil académico de un alumno (fortalezas o debilidades) pero no existe o no es explicada de forma contundente la manera en que se presta ayuda a los estudiantes, ni la forma de asignar los paquetes educativos como se señala en la reivindicación del presente documento.
La invención No. WO2013040111 A1 presenta un diseño de organización de micro habilidades, enfocado en la autoevaluación de un grupo. El problema con esta patente es que cada grupo decide sus propios estándares, lo que no permite la comparación entre grupos aun cuando cuente con pruebas estandarizadas de las competencias a lograr por los alumnos. La invención No. US20050244802 igual trabaja con escuelas o grupos generando un indicador global que describe el desempeño logrado.
Por medio de un examen diagnóstico de habilidades previas, la patente No. US6606480 muestra un programa de aprendizaje individualizado y genera programas de atención a las debilidades encontradas, al igual que la invención No. US20120329029, la diferencia es que ésta última entrega reporte de desempeño a docentes.
Por otro lado, la invención No. US20100279265, describe un modelo de aprendizaje enfocado en un diagnóstico longitudinal de competencias, pero sin entrar en un análisis de procesos o habilidades requeridas. La patente pretende proporcionar información al docente para atender debilidades específicas y mejorar el desempeño de sus estudiantes en exámenes oficiales. Un detalle importante es que no ofrece mecanismos para el diagnóstico profundo como elemento clave del proceso educativo.
La invención No. US20060099583, ai igual que las anteriores realiza diagnósticos, con atención inmediata a debilidades, mediante tutoriales o explicaciones rápidas, así como material de reforzamiento apropiado. La patente adolece al no contar con un balance entre la necesidad inmediata y futura de habilidades.
Existe otro sistema establecido en la invención No. US20100062411, el cual elabora rutas críticas para mejorar el desempeño de los estudiantes. Atiende áreas prioritarias correlacionadas con habilidades requeridas para el aprendizaje de conceptos futuros. Mediante una serie de tres exámenes la invención No. US20100190145 detecta cuales son las fortalezas significativas de un estudiante. No se menciona si el sistema asigna material educativo para una mejora constante.
La invención No. US20020034719 presenta un módulo de generación y asignación de pruebas estandarizadas en función del desempeño esperado de un estudiante o individuo en general. La invención se enfoca más en el cuidado y transmisión de resultados de la prueba.
La invención No. ÜS20110307396 presenta un aspecto diferente a las patentes anteriores, ya que asigna pruebas de desempeño académico actualizando el perfil de competencias del estudiante, de acuerdo a los estándares unitarios evaluados.
En cuanto al estilo y forma de los estudiantes se tiene la invención No. US20120308980 que describe un método para encontrar secuencias de aprendizaje, buscando descubrir la versión que más eficientemente facilite el aprendizaje del estudiante. Si el estudiante alcanzó la competencia deseada entonces se permite su ingreso al siguiente nivel. El problema con ésta patente es que no se prevé que un estudiante con rezagos presente poca motivación que permita acelerar el proceso y mantener el ritmo requerido por el sistema educativo oficia!. Ei sistema no permite identificar los descriptores críticos del material didáctico que mejor funcionaron con el estudiante. Existen diferentes patentes de sistemas que conservan el historia! académico de un alumno, como las invenciones No. ÜS2004GG93346, No. WO2013039922A1 y No. US20040219503, las cuales adolecen de poseer métodos efectivos para impfementar el concepto.
La invención No. ÜS20040024778, presenta un sistema para el manejo de documentos escolares, como libros de texto, materiales didácticos de soporte, manuales y guías. La invención provee una interfaz para reunir materiales relacionados a un tema específico y facilita la asignación de pruebas estandarizadas para identificar área que requieren atención.
El objetivo principal de ésta invención es lograr la asignación efectiva de los paquetes de aprendizaje apropiados para cada estudiante, con la posibilidad de que ios usuarios puedan calificar cada unidad de aprendizaje mediante índices de complejidad, de grado escolar, de claridad de redacción y de utilidad. Es indispensable la identificación de las micro habilidades necesarias que son críticas e indispensables para la adquisición del conocimiento, la medición de estas competencias permitirá la creación de un perfil medido por un Indice de desempeño académico, incluyendo indicadores de ejecución en cada una de las micro habilidades de las matemáticas, a! igual que indicadores de ritmos de aprendizaje, de autoestima matemática, de contexto demográfico, cultural y económico, así como acceso a infraestructura de cómputo y comunicaciones. Es oportuno señalar la importancia de cuantificar éstos indicadores, ya que si un estudiante tiene una autoestima baja es muy probable que muestre problemas académicos por lo que será necesario solventar, en primer término, estas dificultades si se desea una mejora realmente importante.
Con la información obtenida para cada estudiante, el sistema integrará la información para la definición de clases o grupos de estudiantes con características similares, a ios cuales se íes asignarán las secuencias didácticas que se ajusten a sus necesidades.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de la presente invención, se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, las cuaies se mencionan a manera de ejemplo, por lo que no deben considerarse como una limitante para dicha invención.
Breve descripción de ías figuras:
La figura 1 es un diagrama esquemático del sistema para la clasificación y emparejamiento de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de flujo del sistema en cuestión, donde se ilustra más a detalle los componentes.
Con respecto a ias figuras antes enlistadas, el sistema para la ciasificación de estudiantes y el emparejamiento a unidades de aprendizaje de la presente invención, se constituye de, al menos un método para la asignación de usuarios a grupos o clases de estudiantes con características comunes (Figura 1 ), la cual depende del índice Significativo de Desempeño Académico (ISDA) tenido como el promedio de ios indicadores de desempeño académico (IDA), ritmos de aprendizaje (IRA), auto estima matemática (IAE), infraestructura de cómputo y comunicaciones disponible (ITC) y contexto demográfico, cultural y económico (CTX). Es importante mencionar el uso de índices difusos (indicador de complejidad según la percepción dei usuario del número de operaciones intermedias, indicador de grado escolar, indicador de claridad de redacción e indicador global de utilidad) para la medición de la calidad de las unidades educativas como se muestra en la Figura 2.
A continuación se describe uno de los métodos donde se puede utilizar el presente sistema, que es en ia identificación de las características de usuarios de una plataforma educativa en matemáticas para la conformación de grupos de acuerdo a necesidades comunes de aprendizaje. Los estudiantes son evaluados de acuerdo a una matriz de conocimientos o habilidades, de la cual se obtiene evidencia del tipo de conocimientos que domina y cuáles necesita reforzar. Este sistema permitiría una adecuada asignación de tareas (unidades de aprendizaje) que facilitarían a los estudiantes adquirir ¡as Micro Habilidades Preestablecidas (MHP) y lograr la adquisición de los fundamentos matemáticos necesarios.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un método impiementado por unidad de cómputo y Iievado a cabo por uno o más procesadores para clasificación y emparejamiento de paquetes de aprendizaje de las matemáticas con clases de estudiantes, caracterizado por:
. Despliegue en dispositivo de cómputo de usuario estudiante o usuario docente de una unidad de aprendizaje, acompañada de un objeto gráfico capaz de desplegar los siguientes 4 indicadores difusos de calidad de dicha unidad de aprendizaje: a) indicador de complejidad según la percepción del usuario del número de operaciones intermedias; b) indicador de grado escolar; c) indicador de claridad de redacción; d) indicador global de utilidad;
. Registro de matriz de Micro Habilidades Preestablecidas (MHP) para el dominio de las matemáticas, e identificación de ias MHPs Criticas (MHPC) e indispensables para el aprendizaje del Algebra, Metrología, Lógica Matemática, Probabilidad, Estadística y, Estructura y Representación de Datos;
. Captura y registro de la calificación asignada por el estudiante a uno o más de los 4 indicadores difusos de calidad de una unidad de aprendizaje;
. Captura de! perfil educativo del estudiante integrado por indicador de desempeño académico (IDA) en cada una de ias MHPs en Matemáticas, indicador de ritmos de aprendizaje (IRA), indicadores de auto estima matemática (IAE); infraestructura de cómputo y comunicaciones disponible (ITC)e indicadores de contexto demográfico, cultural y económico (CTX);
. Cáicuío de Indice Significativo de Desempeño Académico (ISDA), medido como el promedio de todas las ¡DAs en las MHPCs logradas por el estudiante;
. Identificación de Clases de Estudiantes descritas por individuos con a) similar factor de competencia (SFC) en todas las micro habilidades requeridas para avanzar hacia la adquisición por primera vez de !a micro habilidad deseada; b) similar factor de autoestima matemática (SFA); c) similar factor de comprensión lectora en unidades de aprendizaje (SFL); y d) similar factor en ritmo de aprendizaje (SFR); Identificación de secuencias de unidades de aprendizaje con alta eficiencia para facilitar a una clase de usuarios la adquisición de una nueva micro habilidad matemática.
2. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 1 , donde ¡a unidad de aprendizaje es un ejercicio o problema de matemáticas puras o aplicadas.
3. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 1 donde dos estudiantes se consideran con un SFC similar en una MHP, si la diferencia en desempeño académico, según pruebas estandarizadas de la MHP, de ambos estudiantes es menor a 5 puntos en escala de 0 a 100;
4. E! sistema de conformidad con la reivindicación No. 3, donde dos estudiantes se consideran con un SFC similar en un grupo de ¡VIHPs, si la diferencia promedio en el desempeño académico, según pruebas estandarizadas para cada MHP, de ambos estudiantes es menor a 5 puntos en escala de 0 a 100;
5. ES sistema de conformidad con la reivindicación No. 1, donde dos estudiantes se consideran con una SFA similar, si Sa diferencia en puntos, según pruebas estandarizadas de autoestima matemática, de ambos estudiantes es menor a 5 puntos en escala de 0 a 100;
6. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 1 , donde dos estudiantes se consideran con una SFA similar, si la diferencia en puntos, según pruebas estandarizadas de autoestima matemática, de ambos estudiantes es menor a 5 puntos en escala de 0 a 100;
7. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 1, donde dos estudiantes se consideran con una SFL similar, si la diferencia en puntos, según pruebas estandarizadas de autoestima matemática, de ambos estudiantes es menor a 5 puntos en escala de 0 a 100;
8. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 1, donde dos estudiantes se consideran con una SFR similar, si la diferencia en puntos, según pruebas estandarizadas de ritmos de aprendizaje, de ambos estudiantes es menor a 5 puntos en escala de 0 a 100;
9. El sistema de conformidad con Sa reivindicación No. 1 , donde el indicador de ritmos de aprendizaje (IRA), es una clasificación de tipos de estudiante por: a) duración en minutos de cada sesión, b) eficiencia medida como unidades de trabajo académico realizadas por minuto, c) eficacia medida como el porcentaje de cumplimiento de sus metas de estudio en los últimos tres meses, y d) espaciamiento temporal en días, promedio y desviación estándar, entre sesiones;
10. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 9, donde las unidades de trabajo académico son definidas como la cantidad promedio de minutos, que han tardado históricamente los estudiantes de una misma Clase para completar exitosamente una nueva unidad de aprendizaje;
11. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 1 , donde el indicador de auto estima matemática (IAE) puede medirse mediante reactivos estandarizados que evalúen la percepción que de sí mismo tiene en relación al aprendizaje de las matemáticas, en función de su a) confianza para resolver problemas o retos matemáticos, b) gusto por aprender y practicar las matemáticas, y c) confianza para localizar ayuda para entender, modelar o racionalizar un problema;
12. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 1 , donde el indicador de infraestructura de cómputo y comunicaciones disponible (ITC) es una medida del acceso en minutos que el estudiante tiene diariamente a equipo de cómputo e internet.
13. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 1 , donde el indicador de contexto demográfico, cultural y económico (CTX) es una clasificación de estudiantes por a) educación de los padres o tutores que están en el hogar, b) valor que dan sus padres o tutores a la educación de su hijo, c} valor que da su comunidad a la educación, d) cantidad subjetiva de tiempo dedicado por los padres o tutores a platicar, preguntar, enseñar o ayudar de cualquier manera a! estudiante sobres sus actividades escolares, o temas educativos;
14. El sistema de conformidad con la reivindicación No. 1 , donde el indicador de desempeño académico (IDA) en cada una de las Micro Habilidades Preestablecidas (MHP) en Matemáticas, es medido mediante pruebas estandarizadas de competencia e cada una las MHPs;
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