Recibido: 07 de Febrero de 2020
Aceptado: 17 de Abril de 2020
El objetivo de este artículo es presentar una aproximación del modelado de la gestión curricular en instituciones universitarias a través de los fundamentos de los procesos de negocio con especial enfoque en la información sensible al contexto. La importancia del contexto se refleja en la necesidad de controlar mayor información del ambiente que permita incrementar la expresividad en la representación y razonamiento inteligente sobre el conocimiento. El contexto se modela teniendo en cuenta entidades propias del dominio de ejecución y situaciones contextuales asociadas a dicho entorno de ejecución. El razonamiento automático se realiza aplicando un algoritmo inteligente que emplea técnicas de agrupamiento, el cual tiene en cuenta información contextual del proceso y genera alertas contextuales que apoyen la toma de decisiones. Para el procesamiento automático se diseñó un sistema de simulación y registro de ejecuciones de procesos, representadas en conjuntos de datos para la bitácora de cada proceso. Dentro de los resultados obtenidos, se tiene una representación formal de la gestión curricular a través de situaciones, que enriquecen la información de cada uno de los procesos de negocio. Se puede concluir que la información relacionada con el currículo es susceptible al contexto y por tanto puede afectar la ejecución de los procesos asociados a la gestión curricular. De esta forma, se recomienda diseñar reglas de razonamiento automático que permitan tener en cuenta el contexto para la toma de decisiones en procesos de gestión curricular.
Palabras clave: gestión curricular universitaria, técnicas de modelado, gestión de procesos de negocio.
Clasificación JEL: O31.
This paper aims to propose an approach to curriculum management modeling in universities based on the fundamentals of business processes and with a special focus on context-sensitive information. The importance of the context lies in the need to control more information of the surroundings to improve expressiveness in the representation and intelligent reasoning of knowledge. The context is modeled by entities related to the domain of execution, as well as by contextual situations associated with said environment. Automated reasoning is carried out by implementing an intelligent algorithm that uses clustering techniques. This algorithm considers the contextual information of a process and then generates contextual alerts that support decision making. For the automated processing of such information, we design a system that simulates and records process executions using data sets for the log of each process. Some of our findings include a formal representation of curriculum management based on situations that enrich the information of each business process. According to the results, we may conclude that curriculum-related information is context-sensitive and might, thus, affect the execution of the processes associated with curriculum management. Therefore, we recommend designing automated reasoning rules that consider the context for decision making in curriculum management processes.
Keywords: University curriculum management, modeling techniques, business process management.
JEL classification: O31.
La gestión curricular está encargada de la definición de procesos y prácticas educativas que realizan diversos actores en torno a un currículo en una institución de formación con el fin de promover ambientes de reflexión, construcción y mejoramiento del mismo (
En este contexto, se han propuesto nuevas estructuras de cambio en la gestión curricular a partir de teorías psicológicas de aprendizaje (
Asimismo, en áreas del conocimiento cuyos contenidos curriculares son diversos y cambiantes, como es el caso de los programas en el área de la salud, se hace necesario plantear dinámicas de seguimiento curricular que permitan servir de soporte a procesos de actualización de contenidos y tengan en cuenta los cambios del contexto en aspectos económicos, sociales y culturales (
Por su parte, los procesos de negocio (BP: Business Process) pueden ser modelados teniendo en cuenta la información contextual asociada al proceso, la cual puede ser aprovechada para realizar razonamiento inteligente sobre ellos (
Entre de las investigaciones relacionadas con BPM (Business Process Management) y gestión curricular,
Con base en lo anterior, se evidencia un gran potencial para la modelación de la gestión curricular desde un punto de vista de procesos de negocio. Por ello, el objetivo de este artículo es presentar un modelado de la gestión curricular a través de procesos de negocio sensibles al contexto. Previamente validada, dicha información contextual mejora el razonamiento y garantiza la adaptación de los procesos relacionados con la gestión curricular con base en situaciones específicas del contexto. El resto del documento presenta el modelado de los procesos de negocio identificados en la gestión curricular, así como la propuesta de un modelo de contexto. Luego, se describe el diseño e implementación del mecanismo de razonamiento que facilita la adaptación del proceso. Por último, se presenta el análisis de resultados, conclusiones y trabajo futuro.
Un proceso de negocio, según
Dentro del marco de la gestión curricular, el currículo es visto como el conjunto de criterios, métricas, planes de estudio, programas académicos, metodologías y procesos que permiten la formación integral y la construcción de una identidad cultural (
Cabe señalar, que el currículo genera un tejido social a partir de la conexión de la sociedad y la institución educativa. Así mismo, plantea los lineamientos que amparan un proyecto educativo institucional y agrupa todas aquellas prácticas pedagógicas y técnicas de enseñanza-aprendizaje que garanticen la adquisición de conocimientos generales y específicos (
Según
El tipo de investigación se estructura desde un enfoque aplicado, pues busca la manera de alinear los conceptos de la gestión curricular, los procesos de negocio y la computación orientada al contexto con el fin de lograr currículos adaptables a las situaciones. La investigación es proyectiva, pues busca validar dichos conceptos por medio de la definición, construcción e implementación de casos de estudio que permiten la definición de proyectos.
Frente al diseño del proceso de investigación, se plantean las siguientes fases estratégicas:
Fase 1. Definición de arquitectura de la gestión curricular basada en procesos de negocio.
En esta fase se toma como referente el ciclo de gestión de los procesos de negocio propuesto por
Fase 2. Propuesta de un modelo de contexto para los procesos de la gestión curricular.
En esta fase las entidades definidas para el contexto de la gestión curricular son: recursos asociados, estructura del proceso, comportamiento del proceso, roles, organización y dominio. El valor contextual debe considerar la información dispuesta en cada uno de los procesos y sus objetos. Así mismo, las situaciones contextuales se definen teniendo en cuenta los elementos contextuales y sus valores. Para esto se diseña un esquema de representación de procesos de negocio mediante sintaxis XPDL (XML Process Definition Language), con el propósito de asociar restricciones para su posterior procesamiento en un mecanismo de inferencia.
Fase 3. Diseño del mecanismo de razonamiento sobre procesos de negocio sensibles al contexto.
En esta fase se plantea el diseño del sistema inteligente encargado del procesamiento de la información relacionada con los procesos, el procesamiento del contexto y el razonamiento de este. Lo anterior se convierte en el insumo para la toma decisiones frente al comportamiento de las variantes del proceso (
Fase 4. Validación del modelamiento propuesto a partir de casos de estudio.
Esta última fase consiste en su aplicación a un caso de estudio relacionado con la creación de un currículo para la apertura de un nuevo programa académico de tipo universitario. Este caso hace referencia a los pasos para diseñar un currículo en una universidad. Comprende diez actividades y tres actores. Adicionalmente, la validación documental depende de los criterios de aprobación, los cuales varían de acuerdo con la institución, la fecha asociada y la personas que intervienen en la decisión que lo realiza.
Gestión curricular basada en modelos de proceso de negocio
Las actividades relevantes de la gestión curricular se centran en la planeación, evaluación, gestión pedagógica y mejoramiento. Así mismo, los actores dentro de la gestión curricular son varios, entre ellos se tiene al estudiante, el docente, los directivos, los asesores, la comunidad, el sector industrial, la disciplina, la familia, entre otros.
Con base en el ciclo de gestión de los procesos de negocio propuesto por
La Tabla 1 presenta las actividades de negocio de la gestión curricular frente a servicios que esta ofrece. Cada una de las celdas contiene información asociada a las acciones que deben llevarse a cabo para dar cumplimiento a dichos servicios. Cabe señalar que un servicio puede ser visto como un producto, dependiendo del tipo de organización que se esté analizando.
Servicios |
||||
Actividad de negocio
|
Gestión
Pedagógica
|
Enseñanza / Aprendizaje
|
Desarrollo de estudiante
|
Pertinencia
|
Planeación | -Diseño de macro currículo. -Selección y ubicación de recursos. -Generación y programación de actividades. -Diseño de mecanismos e instrumentos de monitoreo. | -Adopción de micro currículos. | -Registro de casos especiales. -Fomentar el ingreso y la continuación. - Asesoría para su ingreso. | -Informar oferta educativa. -Validar oferta educativa. |
Aplicación | - Análisis del uso de recursos. -Garantizar operatividad. -Seguimiento a micro currículos. -Recolección información macro. | -Registro de avances en contenidos. -Documentación de experiencias. -Ejecución de actividades de evaluación. | -Registro de asesorías -Fomentar la continuidad. -Identificación de comportamientos. | -Recolección de información del entorno. -Identificación de patrones de comportamientos. |
Evaluación | -Alcance del cronograma. -Evaluación de avances de contenidos. -Validación con referentes. -Análisis de contenidos. -Validación de proceso. | -Evaluación de contenidos. -Identificación de fortalezas y debilidades. -Reporte general. -Registro casos especiales. -Uso de los recursos. | -Retrospectiva de desarrollo. -Planeación de continuidad. | -Validación de actores. -Análisis de pertinencia e impacto. |
Los actores identificados para cada uno de los procesos son: Estudiante (E), Docente (D), Directivos (Dr), Sector (S), organismos disciplinares (O) y comunidad (C). El estudiante es quien se beneficia directamente de la gestión curricular, y es por los estudiantes que se ofrece una permanente actualización. El docente apoya la formación del estudiante, brindando experiencia e información necesaria para un aprendizaje exitoso. Los directivos son quienes permiten que los currículos sean administrativa y financieramente viables. Por su parte, los organismos disciplinares están relacionados con los entes del Gobierno que regulan el diseño e implementación del currículo. A su vez, la comunidad apoya e influye en el desarrollo del estudiante. La información que cada uno de ellos brinda puede afectar su contexto y por lo tanto las decisiones que puedan tomarse durante la ejecución de proceso. La Tabla 2 identifica la participación de los actores en las actividades de negocio de la gestión curricular.
Actividad/Rol | E | D | Dr | S | O | C | |
Planeación | Diseño macro | x | x | x | x | ||
Definición de actividades pedagógicas | x | x | |||||
Selección y ubicación de recursos | x | X | |||||
Identificación y registro de casos especiales | x | x | |||||
Informar oferta | x | ||||||
Adopción de micro-currículos | x | x | x | ||||
Aplicación | Registro de avances | x | x | ||||
Registro de asesorías | x | x | |||||
Documentación de experiencias | x | x | x | x | |||
Análisis de gestión de recursos | x | x | |||||
Análisis entorno educativo | x | x | x | x | |||
Seguimiento de micro-currículo | x | x | x | x | x | ||
Censado de información macro-curricular | x | x | |||||
Aplicación de estrategias meso-curriculares | x | x | x | ||||
Evaluación | Evaluación de cronograma | x | x | ||||
Evaluación de avances de contenidos | x | x | |||||
Análisis de consistencia con referentes | x | X | |||||
Revisión de contenidos | x | x | |||||
Análisis de pertinencia | x | x | |||||
Retrospectiva a estrategias de desarrollo | x | x | x | ||||
Validación del proceso de gestión curricular | x | x | x |
Con base en la información de la Tabla 2, se origina la arquitectura de procesos propuesta para la adopción de la gestión curricular. Básicamente se busca agrupar los servicios con base en los factores incluidos en la gestión de currículo. De esta manera, se identifica la necesidad del diseño de un proceso de negocio que permita la participación de los roles definidos.
La Figura 1 presenta la arquitectura propuesta, donde cada rectángulo agrupa responsabilidades que asociadas a cada uno de los servicios. La agrupación, en este caso, se realiza a partir del análisis de la participación de cada uno de los roles en las actividades de negocio.
Modelo de contexto para la gestión curricular
Es indispensable disponer de la información relacionada con el contexto del proceso, de sus características de ejecución y del dominio, con el fin de facilitar la definición de reglas de razonamiento que soporten la toma de decisiones. Las entidades definidas para el contexto de la gestión curricular son las siguientes: recursos asociados, estructura del proceso, comportamiento del proceso, roles, organización y dominio.
En la Tabla 3 se condensan las situaciones definidas para cada una de las entidades del contexto de la gestión curricular. El valor contextual debe considerar la información dispuesta en cada uno de los procesos y sus objetos. Así mismo, las situaciones contextuales se definen teniendo en cuenta los elementos contextuales y sus valores. Esto quiere decir que, a diferencia de los eventos, las situaciones analizan la información de varios objetos, con el fin de determinar las acciones que activaron una situación específica. Con base en las entidades identificadas y las situaciones relacionadas, se propone que el contexto de un proceso de negocio facilite el razonamiento inteligente por medio de los siguientes elementos:
Elementos |
Valor contextual
|
Situación contextual
|
Recursos asociados | Cambios del recurso | Los cambios afectan la usabilidad de los recursos |
Estructura del proceso | Los formatos de los datos definidos son aplicados en varios procesos | |
Estructura del proceso | Dominio | Se presenta incompatibilidad conceptual |
Cambios | Los cambios afectan el modelo de referencia | |
Comportamiento del proceso | Dominio | Se presenta incompatibilidad conceptual |
Variantes del proceso | La regresión evaluada no es coherente con resultados anteriores | |
Participante/Rol | Conocimiento | No hay disponibilidad del recurso y existe un posible reemplazo |
Funcionamiento | El sistema externo está disponible | |
Organización y dominio | Restricciones organizaciones y operacionales | Las restricciones relacionan la información de las entidades contextuales. |
Se ha diseñado un esquema de representación de procesos de negocio mediante sintaxis XPDL (XML Process Definition Language), en el que es posible asociar restricciones para su posterior procesamiento en un mecanismo de inferencia. En la Figura 2 se presentan las dimensiones contextuales que componen al contexto de la gestión curricular. Cada uno de los elementos puede ser modelado a partir de atributos que son susceptibles a cambios en su contexto, lo que conlleva que en diferentes situaciones unos atributos se impacten y en otras situaciones sean otros los atributos impactados.
Diseño del mecanismo de razonamiento
En esta sección se presenta el diseño del sistema inteligente encargado del procesamiento de la información relacionada con los procesos, el procesamiento del contexto y el razonamiento de este, con el fin de tomar decisiones frente al comportamiento de las variantes del proceso que se puedan presentar (
Esquema General
El diseño comprende un sistema de representación de modelos de procesos, un sistema de razonamiento y una arquitectura tecnológica basada en servicios web y agentes de software sensibles al contexto. La Figura 3 presenta el esquema general del sistema de razonamiento. Parte de unas colecciones de modelos de proceso y pasa a traducirlas en grafos dirigidos; haciendo uso de tablas de adyacencia, de pesos y objetos complejos, se realizan actividades como comparación de procesos, identificación de flujos y aplicación de cambios.
Reglas de producción
Las reglas definen la consecuencia a partir de la activación de antecedentes. De este modo, el antecedente de la regla es la situación que se presente, y el consecuente, la acción a realizar. Las reglas tienen la siguiente forma: Si una situación se presenta y la información contextual afecta el proceso, entonces se deben validar los estados necesarios para su adaptación y registro de decisiones.
Con base en lo anterior, se proponen ocho (8) reglas de razonamiento, las cuales se organizan en cuatro grupos: niveles de información, entidades, contexto y gestión del método. La Tabla 4 consolida las reglas para cada uno de los grupos. La representación en expresión lógica permite la implementación de estrategias de razonamiento como en el caso del encadenamiento hacia adelante.
Grupo de reglas |
Expresión
lógica |
Reglas de los niveles de información | valida_Sit(Sit[i], Dom,Pr ) ∧ ECtx(?nivel_log)→get(?registro)∧ get(Ctx_capa) |
valida_Sit(Sit[i],Dom,Pr ) ∧ ECtx(?nivel_fis)→get(?registro) ∧ get(Ctx_capa) | |
Reglas de las entidades | valida_Sit(Sit[i],Dom,Pr )∧ v_conceptual(?this)→get(?ent)∧ getAtr(?ent) |
valida_Sit(Sit[i],Dom,Pr ) ∧ get(?ent)→validar(?Dim(ent[i]))∧ sensores(?ent, ?dom)∧ Ctx(?dom) | |
Reglas del contexto | valida_Sit(Sit[i],Dom,Pr ) ∧ get(?ent)→afecta(?va_ctx,?sit) ∧ aplicacion(?decision, manual) |
valida_Sit(Sit[i],Dom,Pr ) ∧ set(?dom)→validar(?ctx,?pr[i],?ontologia) | |
Reglas del método | valida_Sit(Sit[i],Dom,Pr ) ∧ fase(?this)→ eval (?desicion (¿this)) ∧ set_reporte(?fase[i]) |
valida_Sit(Sit) ∧alertas(?ctx, dom)→registro_historico (?proceso) ∧ adaptacion(decisiones[]) |
La Figura 4 presenta el algoritmo definido para el razonamiento inteligente. Se compone de dos subprogramas para la propagación de cambios y para el agrupamiento. El algoritmo trabaja con la colección de modelos y con las reglas definidas e inicia cuando se hace una representación en grafos a cada uno de los modelos de proceso, para así generar matrices de incidencia y adyacencia y poder continuar con la definición de estados factibles. Si el flujo de los procesos es igual, entonces se propagan los cambios, de lo contrario, se debe realizar un agrupamiento para definir un solo modelo de propagación.
En el procedimiento de propagación se emplean técnicas de verificación de restricciones para poder valorar las opciones de solución con previa aceptación. Por su parte, el agrupamiento como un filtro de las a las variantes previamente seleccionadas.
Validación del mecanismo de razonamiento a partir de un caso de estudio
La validación del modelo de contexto consiste en su aplicación a un caso de estudio relacionado con la creación de un currículo para la apertura de un nuevo programa académico de tipo universitario. La Figura 5 presenta el diagrama general del proceso: creación de currículo. El proceso hace referencia a los pasos para diseñar un currículo en una universidad. Comprende diez actividades y tres actores. Las variables prioritarias que se deben gestionar por parte del contexto son la validación documental y la aprobación del currículo.
La validación documental depende de los criterios de aprobación, los cuales varían de acuerdo con la institución, la fecha asociada y la personas que intervienen en la decisión que lo realiza. En términos de personal, las competencias pueden ser reemplazadas con base en la experiencia de sus integrantes. Por su parte, la aprobación del currículo depende de la competencia de sus individuos, ya que, en algunos casos, debido a sus sistemas de conformación, se deben asignar asesores con experiencia.
Generación del grafo representativo
Para el análisis del proceso desde un punto de vista del contexto, se procede a realizar una transformación del modelo en un grafo representativo. Dicho grafo es de tipo dirigido, y actividades, estructuras de control y puntos de inicio/fin se consideran vértices para el grafo. En la Figura 6 se presenta el grafo generado del modelo del caso de estudio del diseño de un currículo.
Razonamiento sobre el contexto
Una vez generado el grafo representativo y definidas las matrices de adyacencia e incidencia, se procede a sensibilizar el modelo para la detección de situaciones. Dicha sensibilización consiste en la definición de sensores virtuales de captura de información; así mismo se hace uso de técnicas de similitud para la comparación de los modelos de proceso con otros modelos dentro de la misma organización, esto con el fin de identificar patrones similares de comportamiento y reacción a situaciones.
En síntesis, para la validación del método se definieron métricas de evaluación de acuerdo con las capacidades del sistema, donde se tiene en cuenta la gestión y representación de procesos, la búsqueda y recuperación, la integración y ejecución y el razonamiento en general. Las métricas definidas son:
En la Tabla 5 se presenta la evaluación del modelo para el caso de estudio “creación de currículo” para un programa nuevo. Se generaron conjuntos de variantes del proceso, se definieron variables para el contexto, así como los valores asociados; posteriormente, se realizó una ejecución de los procesos para así capturar datos de comportamiento.
Métrica
|
Valor
|
Descripción
|
Precisión | 0,92 | Métrica basada en grado de proximidad de los modelos de procesos. |
Recuperación | 0,89 | El sistema determina la relación de los modelos de procesos. |
Alineación | Alta | El sistema identifica características similares y diferentes. |
Correctitud | 0,95 | El sistema es confiable con base en el objetivo de integración. |
Tiempo de razonamiento | 2500 ms | El sistema depende del número de modelos de procesos en la colección. |
A partir de los resultados obtenidos, y después de implementar y validar el modelo de contexto propuesto en el caso de estudio, se puede observar que:
Como principal aporte de la investigación, se tiene la representación de la gestión curricular desde el punto de vista de los procesos de negocio sensibles al contexto, lo que permite obtener, de una manera estructurada, información adicional del entorno de ejecución del proceso y las situaciones que se presenten. A partir de ello, es posible diseñar reglas de razonamiento que permitan tener en cuenta el contexto para la toma de decisiones.
Otras aproximaciones investigativas a la temática consideran el modelamiento de las variables de la gestión curricular en términos de la estructura de información orientada a la definición de modelos de datos (
Adicionalmente, el modelo de gestión curricular propuesto se caracteriza por ser generalizado, lo que quiere decir que puede ser aplicado en distintos dominios de ejecución; por ejemplo, la producción de alimentos, la admisión de estudiantes en una universidad o el flujo editorial de una revista científica. Lo anterior evidencia su replicabilidad y posibilidades de aplicación en otros ámbitos de interés.
La inclusión de un modelo de contexto que represente las situaciones que identifican entidades, permite la captura de información adicional que puede ser aprovechada por mecanismos de razonamiento, los cuales contienen datos propios del dominio y ambiente de ejecución. Asimismo, el modelo de contexto propuesto para la gestión del currículo está basado en información contextual de entidades, que a su vez componen las situaciones contextuales propias del proceso. Así pues, el modelo facilita el razonamiento basado en inferencias sobre un proceso específico.
El mecanismo de razonamiento propuesto para el procesamiento del contexto mejora la comprensión de los procesos de negocio, sin embargo, el mecanismo presenta algunas limitaciones que son posibles líneas de investigación dentro del área, estas son: mejoramiento de las estructuras de datos de los grafos representativos y desarrollo de protocolos de interacción entre el proceso y el contexto asociado.
Por último y no menos importante, es necesario explorar el concepto de variantes de proceso. Este concepto busca la representación de modelos de proceso de las distintas versiones de un mismo proceso. Las variantes se generan a partir de un modelo de referencia. Es así que, cualquier cambio que se produzca en un modelo de referencia, debe ser propagado a las variantes. Con base en lo anterior, se requiere la definición de modelos de referencia que faciliten la propagación de cambios sobre colecciones de procesos con el fin de realizar actividades de mantenimiento y actualización.