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SECMALI
Juan Carlos Giraldo Cardozo Maestría en Ingeniería de Sistemas y Computación http//eisc.univalle.edu.co/~jucagi/secmali
Metodología SECMALI
Ampliación de la Metodología SEMLI para apoyar el desarrollo de productos JuEGAS
(Juegos Educativos Gestionados con Agentes Software)
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SECMALI
• Introducción• Marco Teórico• Metodología SECMALI• Prueba Piloto de SECMALI• Evaluación de SECMALI• Conclusiones
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Contexto Mundial
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Contexto Colombiano
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Situación Actual
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Problema
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Preguntas de Investigación
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Propuesta
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Propuesta
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Justificación
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Justificación
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Objetivos, Resultados y Alcance
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Objetivos, Resultados y Alcance
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SECMALI
• Introducción• Marco Teórico• Metodología SECMALI• Prueba Piloto de SECMALI• Evaluación de SECMALI• Conclusiones
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TIC’s en Educación
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Agentlink III – Actividad Europea
© September 2005, AgentLink III; (Luck et al. 2005)
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Agentlink III - Methodologies
• GAIA (Wooldridge, Jennings, and Kinny 2000; Wooldridge 2002; Garro, Turci, and Huget 2003)
• MaSE (DeLoach1999; DeLoach and Wood 2000; DeLoach 2006) • MESSAGE (Leal and Rodriguez 2001)
• ADELFE (Bernon et al. 2003; Gleizes, Millan, and Picard 2003)
• PASSI (Cossentino, Sabatucci, and Seidita 2003; Chella et al. 2006)
• INGENIAS (Gómez-Sanz 2002; Pavón and Gómez-Sanz 2003)
• TROPOS (Giunchiglia, Mylopoulos, and Perini 2002; Bresciani et al. 2004) • PROMETHEUS (Padgham and Winikoff 2002)
Gómez-Sanz 2002Wooldridge 2002
Gómez-Sanz 2003Mas 2005
Bernon, Cossentino, and Pavón 2005aBernon, Cossentino, and Pavón 2005b
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Juan Carlos Giraldo Cardozo Maestría en Ingeniería de Sistemas y Computación http//eisc.univalle.edu.co/~jucagi/secmali
AML – Agent Modeling Language
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AML – Agent Modeling Language
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Video Juegos
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SPEM 2.0
(OMG 2007)
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SPEM 2.0
(OMG 2007)
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SPEM 2.0
(OMG 2007)
Entorno del Método
Contenido del Método Procesos
Definición del Producto de
TrabajoDefinición
del Rol
Definición de la Tarea
Categoría
Uso de Tarea
Uso de Rol
Uso de Producto de Trabajo
Actividad
Proceso
Guías
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Eclipse Process Framework Composer
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Eclipse Process Framework
(Balduino 2007)
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OpenUP/Basic
• Minimal• Complete• Extensible
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Antecedentes
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Antecedentes
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Antecedentes
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Allegro
(Viccari et al. 2005)
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SEMLI
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Software Grupo AVI
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Análisis de SEMLI
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SECMALI
• Introducción• Marco Teórico• Metodología SECMALI• Prueba Piloto de SECMALI• Evaluación de SECMALI• Conclusiones
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Caracterización de productos JuEGAS
Los JuEGAS son educativos porque:• Estos proyectos tienen un marco pedagógico claro.• Se han definido estrategias de enseñanza y
aprendizaje que sustentan el desarrollo de la historia y los retos presentados.
• El computador es el medio y la multimedia el lenguaje.
• El juego es altamente significativo para los usuarios.• Generar ambientes de aprendizaje con
características constructivistas.
Desde lo Pedagógico
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Caracterización de productos JuEGAS
Los JuEGAS son colaborativos porque:• Varios jugadores colaboran entre sí para ganar.• Da posibilidades de comunicación y de trabajo en
grupo entre los jugadores. • Fomenta el desarrollo de habilidades de socialización
mediadas con tecnología.• Tienen relación con la cognición como (inter)acción
en el mundo social y material.
Desde lo Pedagógico
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Caracterización de productos JuEGAS
Los JuEGAS son adaptativos porque:• El juego realizar una asistencia adaptada al
estudiante, en función de sus acciones.• Existen modelos de:
– Los conceptos involucrados en el juego.– Relaciones entre las acciones en el juego y los conceptos.– Los conceptos que entiende el usuario de acuerdo a sus
acciones.
• El juego usa un personaje para asistir al usuario de acuerdo al análisis de los modelos.
Desde lo Pedagógico
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Caracterización de productos JuEGAS
Los JuEGAS son Juegos porque:• Pertenecen al genero de los video juegos.• Incorporan características de micromundos• Es altamente interactivo.• Esta articulado a un contexto lúdico.• Presenta retos de complejidad creciente.• Es un mundo dominado por reglas claras.• Permite extrapolar experiencias al mundo real.• El argumento de la historia es claro y directo.
Desde lo Comunicacional
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Caracterización de productos JuEGAS
• Se apoya en las técnicas de ingeniería de software orientado a agentes.
• Sus componentes pueden ser elementos autónomos.• Se puede proveer a los agentes de algoritmos
basados en inteligencia artificial. (Adaptación)• Su arquitectura soporta técnicas de trabajo en grupo.• Existen estándares internacionales que avalan su
desarrollo.
Desde lo ComputacionalLos JuEGAS son Gestionados con Agentes Software porque:
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Especificación de SECMALI
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Identificación de Actividades
Marco Pedagógico
Análisis de Necesidad Educativa
Estratégia de Enseñanza
Estratégia de Aprendizaje
Diseño Multimedia
e Interactivo
Diseño Significativo
y Lúdico
(Giraldo, Muñoz, and Henao 2004; Giraldo 2006b)
SEMLI en SPEM 2.0
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Collaborative Marco and ludic
Game Design
Gameplay Design
(Bethke 2003)
Identificación de Actividades
Juegos en SPEM 2.0
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Metamodelo de Agentes
Agente
Rol
Tarea
Entorno
Recurso
Agente Cognitivo
Organización
1
1..*
0..*
0..*1
0..*
Comunicación
Participa
1..*1..*
Conversación
ejecuta
0..*
0..*
1
0..*
Actua sobre
1..*1
Persive
1
1
Protocolo
Usa
1..*
1
Meta
0..*
0..*
0..*0..*
0..*
0..*
Evento
1
0..*
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Metamodelo de Agentes Detallado
Agente
Rol
TareaEntorno
Recurso
Agente Cognitivo
Organización
1
1..*
0..*
0..*
1
0..*
Representación
1
1
Describe
11
Comunicación
Participa
1..*
1..*
Conversación
ejecuta
0..*
0..*
Ontología
0..*
1 1
0..*
Nivel
1
1..*
Describe
11
Reto
1
1..*
1
1..*
HerramientasAplicaciones
Actua sobre
1..*
1
Persive1
1
Servicio
Meta
0..*
0..*
0..*
0..*
Plan
11..*
Procura
1
0..*
Protocolo
Usa1..*
1
1
0..*
0..* 0..*
Creencias
1
0..*
Objeto
Evento
1
0..*
0..*
0..*
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Arquitectura de JuEGAS
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Sistemas Multiagente y Tutor Inteligente
Definir el Sistema Multiagente
Modelar el Sistema Multiagente
Refinar el Sistema Multiagente
Definir el Sistema Tutor Inteligente
Modelar el Sistema Tutor Inteligente
Refinar el Sistema Tutor Inteligente
a)
b)
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¿Para quién es SECMALI?
• Desarrolladores de Software• Educadores• Diseñadores de Juegos• Diseñadores de STI• Diseñadores de Interactividad • Stakeholders • Ingenieros de Procesos de Software• Instructores
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Presentación
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Principios Básicos
SECMALI• Software Educativo• Aprendizaje Colaborativo• Multimedia• Adaptación• Lúdica• Interactividad
JuEGAS• Engancharse
• Basado en Agentes
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Core Principles / Method Content
Educación
• Sistemas Tutores Inteligentes
Juegos
• Multimedia
• Agentes
• SECMALI
SECMALI• Software Educativo• Aprendizaje Colaborativo• Multimedia• Adaptación• Lúdica• Interactividad
JuEGAS• Engancharse
• Basado en Agentes
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Contenido del Método
Educación
Roles
Tareas
Productos de Trabajo
Guías
Educación
• Sistema Tutor Inteligente
Juegos
• Multimedia
• Agentes
• SECMALI
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Method Content
Multimedia
Roles
Tareas
Productos de Trabajo
Guías
Educación
• Sistema Tutor Inteligente
Juegos
• Multimedia
• Agentes
• SECMALI
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Disciplines
Informática Educativa
Diseño del Juego
Interacción Humano-Computador
Sistemas Tutores Inteligentes
Sistemas Multiagente
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Educational Information Tech.
Informática Educativa
Analizar la Necesidad Educativa
Definir el Modelo Pedagógico
Definir las Metas Colaborativas
Definir el Marco Conceptual
Definir las Estrategias Educativas
Definir las Estrategias de Aprendizaje
Diseñar el Sistema de Contenidos
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Game Design
Diseño del Juego
Definir el Juego
Definir la Mecánica del Juego
Construir la Historia del Juego
Diseñar la Interactividad Multimedia
Diseñar lo Significativo y Lúdico
Diseñar los Flujos del Juego
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Human Computer Interaction
Interacción Humano-Computador
Crear y Digitalizar Imágenes
Crear Efectos de Sonido
Describir Animaciones
Describir Personajes
Crear Animaciones
Describir Fondos
Crear Fondos
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Human Computer Interaction
Crear Videos
Crear Música
Dibujar Bocetos
Describir Videos
Describir Sonidos
Describir Dialogos
Grabar Narraciones
Crear y Digitalizar Imágenes
Crear Efectos de Sonido
Describir Animaciones
Describir Personajes
Crear Animaciones
Describir Fondos
Crear Fondos
Interacción Humano-Computador
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Intelligent Tutoring System
Diseñar el Diagnóstico Cognitivo
Diseñar el Modelo de Estrategias Educativas
Diseñar el Modelo Experto
Diseñar los Planes
Diseñar el Modelo del Escenario
Diseñar el Modelo Cognitivo del Estudiante
Sistemas Tutores Inteligentes
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Multi-Agent System
Modelar el Entorno
Modelar los Agentes
Modelar la Cognición
Modelar la Organización
Modelar las Interacciones
Modelar los Aspectos Sociales
Sistemas Multiagente
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Roles
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Work Products
Artifact
Deliverable
Outcome
Work Products
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Lifecycle
Inception
Lifecycle Objectives Milestone
Inception Phase Iteration
[Next Iteration]
ElaborationLifecycle Architecture
Milestone
Elaboration Phase Iteration
[Next Iteration]
Construction
Construction Phase Iteration
[Next Iteration]
Initial Operational Capability Milestone
Transition
Transition Phase Iteration
[Next Iteration]
Product Release Milestone
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Fase de Inicio
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Fase de Inicio
Marco Colaborativo y Lúdico
Perfil Educativo
Propuesta Educativa Diseño del Juego
Administrar la Iteración
Iniciar Proyecto
Administración de Requisitos
Determinar la Viabilidad Arquitectónica
Definir el Sistema Multiagente
Definir el Sistema Tutor Inteligente
Fase de Transición
Fase de Construcción
Fase de Elaboración
Fase de Inicio
ActividadCreado para SECMALIFase
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Fase de Elaboración
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Fase de Elaboración
Administración de Requisitos
Administrar la Iteración
Definir la Arquitectura
Desarrollar la Solución (para los requisitos)
(en contexto) Validar la Construcción
Tareas en Línea
Refinar el Diseño del Juego Modelar el Sistema
Multiagente
Producción de Recursos Multimedia
ActividadCreado para SECMALIPhase
Modelar el Sistema Tutor InteligenteDiseño de la
jugabilidad
Diseño Educativo
Fase de Transición
Fase de Construcción
Fase de Elaboración
Fase de Inicio
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Fase de Construcción
SECMALI
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Fase de Construcción
Administrar los Requisitos
Administrar la Iteración
Desarrollar la Solución(para los requisitos)
(en el contexto) Validar la Construcción
Tareas en Línea
Refinar la Jugabilidad
Refinar el Sistema Multiagente
Producción de Recursos Multimedia
ActividadCreado para SECMALIPhase
Refinar el Sistema Tutor Inteligente
Prueba Piloto
Fase de Transición
Fase de Construcción
Fase de Elaboración
Fase de Inicio
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Fase de Transición
SECMALI
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Fase de Transición
Administrar la Iteración
Desarrollar la Solución(para los requisitos)
(en el contexto)
Validar la Construcción
Tareas en Línea
ActividadCreado para SECMALIPhase
Prueba de Campo
Fase de Transición
Fase de Construcción
Fase de Elaboración
Fase de Inicio
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Comparativa de SECMALI y Open UP
ElementoCantidad
OpenUP SECMALI Total
Paquete de Contenido 17 6 23
Roles 13 16 29
Tareas 23 41 64
Productos de Trabajo 31 40 71
Guías 162 33 195
Disciplinas 6 5 11
Categorías Personalizadas
8 9 17
Procesos 12 15 27
Totales 272 165 437
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SECMALI
• Introducción• Marco Teórico• Metodología SECMALI• Prueba Piloto de SECMALI• Evaluación de SECMALI• Conclusiones
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Primera Versión del Prototipo
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Uso de GAIA, INGENIAS y JADE
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Público Objetivo Principal
Licenciatura en Informática y Medios Audiovisuales
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Contexto de la Prueba
• Roberto Ferro H. Licenciado en Informática Educativa.
• Director. Licenciatura en Informática
• Andrés Calderón. Ingeniero de Sistemas
• Director Tecnología en Sistemas
• Javier Reyes. Diseñador Industrial
• Coordinador Multimedia
• Sindy Tatiana Guerrero. Asp. Lic. En Informática Educativa
• Elaboración de Trabajo de Grado
Licenciatura en Informática Educativa
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Apropiación de SECMALI
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Registro de Actividades - LumenSocialización de la Metodología
Planeación de las Actividades
Estudio de los Artefactos
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Producción de Artefactos - Agentes
agente_Cacique
rol_Cacique
MantenerSatisfacción
tribu
ObtenerMejoras
agente_Brujo
agente_Comerciante
Responsable del desarrollo de la tribu
rol_Comerciante
rol_Brujo
agente_JefeObreros
rol_JefeObreros
agente_Ambiente
rol_Ambiente
Obrero
+salud+entusiasmo+vivienda+vestido+artesania+habilidad+experiencia+coordenadas
+entregar(producto, cantidad)+informar(miembro, informe)+verEntorno()+desplazarse(direccion, distancia)+descasar()+curarse(nivelVida)+modificarCapacidades()+buscarZonas()+monitorearTiempo()
Sistema
verEntorno
leer
Entorno
Obrero<<entity role>>
+salud+entusiasmo+vivienda+vestido+artesania+habilidad+experiencia+coordenadas
+entregar(producto, cantidad)+informar(miembro, informe)+verEntorno()+desplazarse(direccion, distancia)+descasar()+curarse(nivelVida)+modificarCapacidades()+buscarZonas()+monitorearTiempo()
percibepercibe
Agricultor<<entity role>>
+tRecoleccion
+producirAlimento()+recogerAlimento()
Efector
perceptor
Efector
perceptor
Recolector<<entity role>>
+tRecoleccion
+recolectar()
Cazador<<entity role>>
+resistencia+fuerza/ataque
+atacar(animal, fuerza)+obtenetPresa()
Animal Caza<<entity role>>
+fuerza+velocidad+carne
+atacar(miembro, fuerza)+verEntorno()+desplazarse(direccion, distancia)
Ver Entorno
cultivo
+cantidadAlimento+cantidadProduccion+recursos+tiempo
JefeObrero<<entity role>>
+conocimientoTerreno
+solicitar(recurso, cantidad)+distribuirRecursos()+obtenerPrioridad()+inventarioObreros()
<<social>>
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Producción de Artefactos - LumenFlujos del Juego Bocetos
Animaciones Composiciones
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Prototipo
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SECMALI
• Introducción• Marco Teórico• Metodología SECMALI• Prueba Piloto de SECMALI• Evaluación de SECMALI• Conclusiones
SECMALI
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Evaluación de la Metodología
Desde el Equipo de Educación • Docente:
– No se propuso ninguna modificación a los artefactos.– Artefactos claros y adecuados al lenguaje educativo.– Consideró la metodología en general como un gran aporte.
• Estudiante:– La metodología es valiosa y pertinente para sus intereses.
• Para la Licenciatura:– Metodología bien estructurada.– Acorde con las tendencias educativas actuales.– De fácil seguimiento – Posible de usar en clase con los estudiantes de la licenciatura.
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Evaluación de la Metodología
Desde el Equipo de Comunicación Gráfica
• Docentes:– No se propuso ninguna modificación a los artefactos.– Artefactos apropiados, fáciles de entender y muy completos.– La metodología ayuda al orden. – Puede facilitar la productividad en un proyecto real.– Los artefactos de entrada son suficientes para realizar el trabajo.
• Nuevos Artefactos:– Flujo del Juego. – Diseño de Interfaz.
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Evaluación de la Metodología
Desde el Grupo de Agentes
• Artefactos más utilizados:– El modelo de objetivos, la definición del juego y la mecánica del
juego. – Todos iniciaron el modelado desde los objetivos– Algunos siguieron por los comportamientos y otros por las
interacciones y servicios. – Para todos, los diagramas de actividad que representan las
interacciones son muy útiles para la implementación en JADE.
• Sugerencias– Diseñar primero los modelos del sistema tutor inteligente– Construir el modelo mental del agente con los modelos del STI
• Por resaltar– El trabajo en equipo propició un proceso de aprendizaje agradable.
SECMALI
Juan Carlos Giraldo Cardozo Maestría en Ingeniería de Sistemas y Computación http//eisc.univalle.edu.co/~jucagi/secmali
SECMALI
• Introducción• Marco Teórico• Metodología SECMALI• Prueba Piloto de SECMALI• Evaluación de SECMALI• Conclusiones
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Conclusiones sobre SECMALI
• Flujo de trabajo adecuado en las fases.• Los artefactos ayudan a la toma de
decisiones.• Orienta el trabajo en equipo.• Logra integrar la visión de cada
especialista.• Hace a los JuEGAS, didácticos y lúdicos. • Cuida el producto final y los procesos
intermedios. • Es un proceso de ingeniería de software
educativo.
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Conclusiones sobre SECMALI
• Atiende las expectativas de los usuarios finales.
• La adaptación al usuario es natural a un JuEGAS
• Posibilita incorporar actividades multiplayer.• Dota de fluidez el proceso de desarrollo.• Apoya la colaboración entre los miembros
del equipo.• Es viable.• Permite un perfeccionamiento continuo.
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Conclusiones sobre SECMALI
• Lo educativo se acoplan con las historias.• Lo comunicacional se alimentan de lo
eduativo.• Las historias y la multimedia generan
micromundos.• Agentes se acopla con las historias y los
micromundos.• AML expresa todos los modelos de
agentes.• AML pueden mapearse a Jade.
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Trabajos Futuros
• Nuevos aportes desde cada disciplina.• Herramientas para gestion de proyectos JuEGAS.• Otros mecanismos de asistencia adaptada.• Incorporar otras herramientas de trabajo colaborativo.• Registro del proceso de aprendizaje.• Calibrar los agentes a los usuarios• Ampliar las guías de la metodologías • Comparar con otras tecnologías.• Juegos multiplayer masivos en línea y móviles.• Artefactos para las pruebas de software.
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Agradecimientos
• Escuela de ingeniería de Sistemas y Computación– Mi directora Mg. Paola Johanna Rodríguez– Estudiantes de Agentes en la Maestría – Phd. Martha Millán y al Grupo de Minería de Datos– Compañeros estudiantes de la Maestría
• Universidad Católica Lumen Gentium– Directivas académicas y Administrativas– Docentes y Estudiantes del grupo KIMSA
• Mi familia– Esposa: Isabel Cristina Muñoz Vargas– Hijos: Andrés y Santiago– Madre: Maria Cecilia Cardozo Santa– Hermanos: Leonardo y Ángela Maria
Dedicado a– Mi padre: Q. E. P. D. Bernardo de Jesús Giraldo Giraldo
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Gracias
Gracias a todos !