Propuesta de un conjunto de herramientas de minería de datos para evaluar el desempeño de los estudiantes y los procesos de enseñanza-aprendizaje en el ámbito de la educación en ingeniería

Abstract

Diariamente al rededor del mundo se genera una cantidad inmensa de datos producto de nuestra interacción permanente y creciente con la tecnología, ya sea para actividades laborales, académicas, personales o de ocio, entre algunas actividades puntuales tenemos los negocios digitales, el envío y recepción de correos electrónicos, la interacción con plataformas financieras, la interacción con redes sociales, la interacción con plataformas educativas, el uso de mapas virtuales, etc. son solo algunos ejemplos de las acciones que ejecutamos a diario y que producen una cantidad gigante y variada de datos susceptibles de ser analizados. En los próximos años esta tendencia se acelerará debido al incremento de dispositivos y sensores conectados a internet. Es importante y conveniente mencionar que en la situación actual que vive el planeta debido a la pandemia de la covid-19 el teletrabajo ha permitido mantener una situación lo más similar a la de normalidad, haciendo posible que muchos de los sectores no quebrasen, teniendo como soporte principal el uso de plataformas tecnológicas. Además, la mayoría de los servicios de internet se han visto completamente testeados y en la mayoría de casos han pasado las pruebas con éxito. En el campo educativo, el incremento en el uso de sistemas de aprendizaje en línea, tales como entornos personales de aprendizaje, sistemas inteligentes de tutoría, sistemas de gestión de aprendizaje, así como también el aumento de la interacción estudiante - docente a través de blogs, wikis, redes sociales entre otros, genera una variada y extensa cantidad de información. Esta información, almacenada en las bases de datos institucionales, está siendo infrautilizada por estudiantes, docentes y administradores educativos, que utilizan las plataformas digitales simplemente como repositorios de información. En los últimos años, se ha evidenciado en las bases de datos científicas un número significativo de investigaciones tanto teóricas como aplicaciones prácticas, que se enfocan en el ámbito de la minería de datos en entornos educativos y específicamente en el ámbito de la educación superior. La organización y análisis de este volumen gigante de datos tiene al menos dos posibilidades de enfoque, la minería de datos educativos y la analítica de aprendizaje. La primera desarrolla y adapta métodos estadísticos, de minería de datos y de aprendizaje automático, para analizar los datos generados por estudiantes y docentes. Por otro lado, la analítica de aprendizaje se define como el proceso de medición, recopilación, análisis y presentación de datos relacionados con la interacción de estudiantes con las plataformas digitales. La analítica de aprendizaje tiene como objetivo entregar información que permita optimizar el logro de resultados de aprendizaje en el entorno en el que este se produce. Los algoritmos tradicionales de minería de datos en entornos educativos no pueden aplicarse sin un análisis previo de las estrategias institucionales en las que se va a aplicar, ya que las instituciones de educación superior presentan diferentes comportamientos. Por ejemplo, un modelo educativo en una institución puede estar centrado en la enseñanza basada en la práctica e innovación mientras que otro modelo puede hacer énfasis en la investigación acción. Bajo esta premisa es importante tener una visión clara de los siguientes tres elementos para la aplicación de técnicas de minería de datos y analítica de aprendizaje: a) Estrategias institucionales en las que se aplican métodos de minería de datos educativos y analítica de aprendizaje, b) Métodos de minería de datos aplicados en entornos educativos y c) Herramientas para la implementación de minería de datos en entornos educativos. La presente tesis presenta un conjunto de herramientas de minería de datos con el objetivo de reforzar la evaluación de procesos de enseñanza - aprendizaje en el ámbito de la educación en ingeniería. Esta propuesta se sustenta en los tres elementos mencionados anteriormente y sobre los cuales giran los objetivos y artículos científicos incluidos en el compendio. En el momento que redacté este resumen tenía relativamente clara la importancia de la educación en línea y del análisis de datos que se generan en este campo. La situación actual de pandemia y confinamiento ha incrementado exponencialmente no sólo el uso de estos sistemas, sino que le ha conferido a la educación en línea la cualidad de imprescindible. En estos entornos se ha potenciado el uso de elementos tales como entornos personales de aprendizaje, sistemas inteligentes de tutoría, sistemas de gestión de aprendizaje, así como también el aumento de la interacción estudiante - docente a través de blogs, wikis, redes sociales entre otros, generando así una variada y extensa cantidad de información. La situación actual nos plantea el reto y oportunidad de aportar en el desarrollo de herramientas que permitan fortalecer el sistema de educación en línea. Esta es una responsabilidad de todos quienes estamos inmersos en el ámbito de la educación.