Listado de buenas prácticas

De un proyecto de investigación a un curso de Sistemas de Información: un enfoque profesional para motivar al alumnado

Finalista en el Premio Santander correspondiente al año 2015, concedido por la Cátedra Banco Santander de la Universidad de Zaragoza. Más información en https://catbs.unizar.es/articulos/premiados-2015-2

Legislación, aprendizaje basada en problemas, Centro Universitario de la Defensa, bioinformática

Trabajo desarrollado por las profesores María Teresa Lozano Albalate y Raquel Trillo Lado, del Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas de la Universidad de Zaragoza.

El objetivo principal del trabajo aquí descrito ha sido aumentar el interés de los estudiantes de la asignatura Sistemas de Información del Grado en Ingeniería Informática por el estudio de la legislación vigente en el ámbito TIC y la sociedad de la información. Para ello se ha planteado un cambio metodológico y se ha apostado por el empleo de una metodología de aprendizaje basada en problemas, para cuya resolución debían aplicar diferentes TIC. Es más, se ha colaborado con un equipo de investigadores del Centro Universitario de la Defensa para que los estudiantes colaborasen en un proyecto de innovación tecnológica en el ámbito de la bioinformática, el proyecto "Identificación de situaciones de disminución del rendimiento del militar, basado en la relación de la variabilidad del ritmo cardíaco con el estrés y la privación de sueño".

 

María Teresa Lozano Albalate

maytelo@unizar.es

Semipresencial

Zaragoza

Grado en Ingeniería Informática

Sistemas de Información

2014-15

El objetivo principal del trabajo que se presenta es el de motivar al alumnado del Grado en Ingeniería Informática a la aplicación de cuestiones normativas  y sobre todo, legales. Mediante esta experiencia de acercamiento profesional se pretende ayudar al alumnado a asumir, de un modo más fácil y mejor, los conceptos, las técnicas y las tecnologías utilizadas para el desarrollo de un sistema de información, desde el conocimiento  y cumplimiento  de la ley, principalmente, y también las normas.

Hoy día aparecen muy a menudo nuevos modelos de negocio gracias al desarrollo de las TIC. En este contexto, la ley está sufriendo adaptaciones constantes para garantizar los derechos de los individuos. El estudio de la legislación no suele interesar ni motivar al alumnado del Grado en Ingeniería Informática, especialmente si el tema se aborda de un modo teórico o incluso si los ejemplos utilizados en las clases prácticas son simples. Por otro lado, según el Instituto Nacional de Tecnologías de la Comunicación, un alto porcentaje de pequeñas y medianas empresas desconocen la legislación vigente en referencia a TIC. Por esta razón, con el objetivo de cambiar esta situación, el curso pasado decidimos tratar de atraer la atención de los alumnos hacia el respeto a la legislación vigente, y también a las distintas normativas, en el desarrollo de los proyectos software, mediante la aplicación práctica de dicha legislación en tareas de la asignatura Sistemas de Información, sobre un proyecto de innovación tecnológica.

Concretamente, el proyecto de innovación tecnológica que se cita es un proyecto de bioingeniería, en el que se hace uso de las TIC para manejar datos sensibles de los sujetos del estudio. Su nombre es: Identificación de situaciones  de disminución del rendimiento del militar, basado en la relación de la variabilidad del ritmo cardíaco con el estrés y la privación de sueño. Es decir, algunas tareas de las encargadas  al alumnado en sesiones de problemas, así como todas las tareas de las sesiones prácticas, están basadas en un proyecto de innovación tecnológica, en desarrollo. De modo que el alumno entiende su tarea como aplicada a la realidad y asume que sus actos tendrán una serie de consecuencias sobre el proyecto y sobre los sujetos que participan en el mismo, que ceden datos tan sensibles como los referentes a su salud, además de los personales. Así, el nivel de motivación e implicación del alumnado en la aplicación de cuestiones legales y normativas en cuanto a la protección de datos y de los sistemas que los contienen, frente a ataques y/o fallos, aumenta considerablemente. Tanto es así, que los resultados obtenidos durante el pasado curso, 2014-2015, indican no sólo que el alumnado está mucho más motivado respecto a estos temas, sino que aseveran que les parece un tema importante e interesante sobre el que les gustaría aprender más. Esto representa un cambio verdaderamente importante.

El público objetivo de esta acción ha sido, pues, el alumnado de Sistemas de Información del Grado en Ingeniería Informática de la Escuela de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad de Zaragoza de los cursos académicos 2014-2015 y 2015-2016, materia que se imparte en el primer semestre del tercer curso. Estas actividades se llevaron a cabo por primera vez dentro de un proyecto docente, concedido por la Universidad de Zaragoza, para el curso 2014-2015 y en el curso actual (2015-2016) ya se han vuelto a aplicar en la misma asignatura y se está colaborando en la transferencia a otras, mediante un nuevo proyecto de innovación docente concedido  también por  la Universidad  de Zaragoza. Dichos proyectos son:

• Acercamiento a la realidad profesional: desde un proyecto informático a la asignatura Sistemas de Información, PIIDUZ_14_529.
• Involucrando a los estudiantes de Sistemas de Información y Bases de Datos en la resolución de retos planteados por empresas y grupos de investigación, PIIDUZ_15_296.

En ambos cursos académicos, los materiales a trabajar, así como toda la información en referencia a los trabajos y problemas que se citan se han puesto a disposición del alumnado a través de Moodle.

La importancia  de las TIC en el trabajo que se presenta es trascendental, de modo que al diseñar las actividades del alumnado según las necesidades del proyecto de innovación tecnológica, el alumnado debe tener en cuenta que en el uso de determinadas TIC, así como en el uso de las redes en las que se basan para desarrollar sus trabajos, existen determinados peligros de los que proteger la información, lo cual llevan a cabo gracias a otras TIC (véase el apartado "Tecnologías usadas").

La metodología tradicional se ha visto, pues, transformada por el uso de las TIC hasta el punto de que el alumnado ha trabajado de modo autónomo sobre un problema complejo basado en TIC.

Desde el contexto del citado proyecto de innovación tecnológica, se propone al alumnado solventar los problemas  relacionados con la necesidad de almacenamiento de datos sensibles mediante un sistema de información que se encargue de gestionar toda la información recogida en el marco del proyecto, de un modo completamente seguro. Es decir, a salvo tanto de los propios errores del sistema, así como de los posibles ataques desde el exterior.

Por tanto, la metodología docente utilizada principalmente es Aprendizaje Basado en Problemas y Aprendizaje Basado en Proyectos. Estas actividades son introducidas en diferentes problemas y prácticas de la asignatura Sistemas de Información. Las prácticas se han desarrollado en pequeños grupos autoorganizados, por lo general de 5 personas, para trabajar también el trabajo en equipo en la comunicación entre distintos actores activos en un proyecto software, desarrollando el trabajo de modo cooperativo. Concretamente, cada equipo debía desarrollar una aplicación Web para registrar, consultar y actualizar la información relativa a los sujetos de experimentación cuyas señales biológicas se registran en el marco del proyecto de investigación tecnológica. Para completar dicha tarea, los equipos dispusieron de dos meses. En este tiempo, incluso realizaron distintos test sobre sus sistemas (estos  test fueron realizados con datos ficticios, no con los datos reales de los sujetos de estudio).

A la finalización de este periodo de dos meses, el profesorado de la asignatura impartió tres seminarios de asistencia voluntaria:

• legislación española sobre datos personales: LOPD y RLOPD,
• computación en la nube y sus implicaciones, y
• metodología para analizar y gestionar riesgos: metodología MAGERIT.

Después de estos seminarios, los grupos escribieron un informe sobre los riesgos de su aplicación, previamente desarrollada. Un tiempo extra de dos semanas fue ofrecido para mejorar sus aplicaciones en base a su propio informe.

Con todas estas actividades, además, se acerca al alumnado a la realidad profesional en relación con la materia. Para cumplir con los objetivos propuestos, las tareas del alumnado se enfocaron bajo el punto de vista del know how, proporcionándoles una experiencia práctica y real.

Consideramos que es importante hacerlo desde la práctica y mediante estas metodologías, por la importancia de que el alumnado observe que aunque ningún conjunto  de estándares, metodologías ni leyes pueda garantizar el éxito rotundo del desarrollo, implementación y mantenimiento de un sistema de información, conviene que experimenten que la aplicación tanto de estándares y normas internacionales y nacionales, así como de la legislación: facilitan el manejo de cualquier proyecto de sistemas de información, ahorran tiempo y facilitan la comunicación entre los diferentes miembros del equipo.

En cuanto a tecnologías en las que se apoyan estas actividades se pueden destacar distintas tecnologías Web, las cuales fueron introducidas  y explicadas al alumnado y además se les propuso su utilización para el desarrollo de sus aplicaciones Web:

• Hypertext Markup Language (HTML). A esta herramienta se dedicaron dos clases de una hora cada una. Concretamente, en la primera sesión se vio la estructura del lenguaje, sus características básicas y cómo llevar a cabo la edición de ficheros HTML. Todo esto se llevó a cabo mediante el uso de ejemplos. En la segunda clase fue ya cuando el alumnado creó sus propios ficheros HTML y llevó a cabo ejercicios del tutorial de HTML del World Wide Web Consortium School (W3C School).
• Cascading Style Sheets (CSS). A esta herramienta se dedicaron dos clases de una hora cada una. Concretamente, la primera sesión se dedicó a la sintaxis del lenguaje y a como incluir estilos CSS dentro de código HTML. Para ello se utilizaron ejemplos simples. En la segunda sesión, el propio alumnado ya creó sus propios ficheros CSS e impementó los ejercicios del tutorial de CSS del W3C School.
• Apache-Tomcat. Debido al hecho de que el alumnado matriculado en el curso ya era capaz de programar en Java, gracias a asignaturas cursadas con anterioridad, se decidió usar Java Enterprise Edition (lEE) como plataforma de computación. Concretamente, se dedicó una clase de una hora para explicar la estructura de una aplicación Web JEE y como desplegarla en Apache-Tomcat.
• Bases de datos relacionales (Oracle, PostgreSQL y MySQL). Estas tecnologías resultan una pieza clave en el desarrollo de Sistemas de Información. Sin embargo, está fuera del alcance de la asignatura de Sistemas de Información, en la cual se está llevando a cabo esta experiencia, pues todo el alumnado matriculado en ella ha cursado previamente un curso introductorio enfocado en bases de datos. Por lo que, aprovechando sus conocimientos previos, sólo se dedicó una clase de una hora a revisar algunos aspectos como la instalación de MySQL, el modelo Entidad-Relación (E-R), el modelo relacional y el Standard Query Language (SQL). Además, se dedicó una clase de una hora a revisar algunos conceptos relacionados con el Java Databases Connector (JDBC) API.
• Extensible Markup Language (XML). Para esta tecnología se dispuso de dos clases de una hora cada una. La primera de ellas se enfocó a la estructura del lenaguaje, características básicas y sus usos principales mediante el uso de múltiples ejemplos. La segunda y última sesión se dedicó completamente a la resolución, por parte del alumnado, de los ejercicios del tutorial XML del W3C School.
• Java Server Pages (JSP). Tres lecciones de una hora cada una, fueron dedicadas a esta tecnología. En cada una de ellas se trabajaron diversos casos en los que crear dinámicamente, páginas Web basadas en HTML y XML.

La idea de estas lecciones es dotar al alumnado de herramientas facilitadoras de la tarea que se les propone, principalmente en las prácticas. Así pues, el alumnado puede decidir utilizar otras tecnologías y marcos de trabajo diferentes para desarrollar sus sistemas de información, dado que estas tecnologías que se les presentan no son el objetivo en sí mismo, sino un conjunto de herramientas a su disposición. Y al realizar una selección entre todas las herramientas a su disposición, llevan a la práctica también la tarea de decisión frente a un problema planteado. Por tanto, una parte del alumnado decidió apoyarse en tecnologías de bases de datos NoSQL, como MongoDB y lenguajes de script como Node.js, entre otros.

El uso de estas TIC en la asignatura no supone para el profesor mayor esfuerzo que el que resultaría de cualquier otro enfoque que se pudiera dar a la asignatura. Si bien es cierto que al querer asegurarse el profesorado de que todo el alumnado disponía de unos conocimientos válidos de base en cuanto a posibles TIC a utilizar, se ha necesitado de un trabajo extra para preparar las sesiones descritas anteriormente. Esto es así, pues no son TIC que normalmente pueda utilizar cualquier persona con conocimientos a nivel de usuario. Pero es verdad que el público objetivo de esta experiencia dispone de más conocimientos que un usuario cualquiera, de modo que con el poco tiempo dedicado a cada herramienta por parte del profesorado, y dada la amigabilidad de estas TIC, pudieron  utilizarlas perfectamente en el desarrollo de sus trabajos. Por otra parte, las TIC seleccionadas, con muy alta probabilidad serán utilizadas por el alumnado en su futuro profesional.

El principal cambio en la metodología y desarrollo de la asignatura de Sistemas de Información ha sido el planteamiento de un nuevo enfoque basado en una metodología de Aprendizaje Basado en Problemas. Además, como problema con el que trabajar se seleccionó un proyecto de innovación tecnológica en lugar de prácticas sencillas de menor envergadura porque se consideró que:

• aumentaría la motivación del alumnado el estar involucrado en un proyecto novedoso, y
• planteaba retos y problemas no resueltos dentro del equipo de desarrollo del proyecto debido a que no se poseía experiencia previa en ese ámbito.

Por último, recalcar que se planteó una estrategia "ganar-ganar" para las dos partes involucradas: los estudiantes y docentes de la asignatura, y el equipo del proyecto "Identificación de situaciones de disminución del rendimiento del militar, basado en la relación de la variabilidad del ritmo cardíaco con el estrés y la privación de sueño". Por un lado, los estudiantes y docentes de la asignatura aportaron su experiencia en TIC, y tuvieron la oportunidad de trabajar en un proyecto real en el que se plantearon retos y problemas relacionados con el desarrollo de un sistema de información en el ámbito de la bioinformática (este trabajo fue evaluado por el profesorado de la asignatura). Por otro lado, los miembros del equipo del proyecto aportaron su experiencia en el sector de la bioinformática y obtuvieron un sistema que les permitirá agilizar la gestión de los datos e información que emplean en sus investigaciones.

Además de analizar, diseñar e implementar un sistema de información  teniendo  en cuenta aspectos legislativos, los estudiantes también desarrollaron una serie de competencias genéricas: trabajo en equipo, manejo de diversas TIC, respeto y aplicación a/de la legislación, planificación de actividades y tareas de las distintas sesiones.

A través de esta experiencia, el alumnado aumentó su conocimiento sobre la materia, Sistemas de Información, y especialmente aumentó sus experiencias y su saber hacer, ya que practicaron a través de un acercamiento profesional real. Además, el alumnado aprendió de una forma más amena, gracias a su motivación, ya que el resultado obtenido de sus trabajos, el sistema de información desarrollado, sería usado en un proyecto de innovación tecnológica. Durante el propio curso, el profesorado observó que el alumnado era más consciente de la necesidad de cumplir con los aspectos legales de lo que lo había sido el alumnado de cursos anteriores a la experiencia. Además, el alumnado manifestó considerar que tener en cuenta los aspectos legales había mejorado la seguridad y las tareas de mantenimiento de sus sistemas.

Por otro lado, el hecho de haber asistido a los seminarios (véase el apartado "Metodología  docente utilizada") influyó en los sistemas desarrollados por el alumnado, de modo que las mejoras más comúnmente realizadas sobre los sistemas desarrollados por estudiantes que asistieron a los seminarios fueron diferentes a aquellos presentados por estudiantes que prefirieron no asistir. Estas diferencias resultan representativas, pues aquellos que sí asistieron, dedicaron sus esfuerzos a mejorar la seguridad, realizando modificaciones orientadas a la aplicación de determinados aspectos legales y normativos. Las mejoras más comunes entre los sistemas de estos alumnos fueron:

1. encriptación de claves de usuarios de la aplicación Web, almacenadas en la base de datos,
2. establecimiento de políticas para obligar a los usuarios de la aplicación Web a modificar su contraseña después de un determinado periodo de tiempo y
3. obtención de copias de seguridad, o backups, de las bases de datos del sistema.

Por el contrario, los grupos que no asistieron a los seminarios aplicaron mejoras en la interfaz Web de sus sistemas y resolvieron algunos errores relacionados con las conexiones con las bases de datos para permitir concurrencia, aspectos muy diferentes a los listados anteriormente.

Además, el alumnado que asistió a los seminarios obtuvo mejores notas en las preguntas relacionadas con la legislación, en los exámenes finales (un test y algunas preguntas cortas).

Después de la publicación  de los resultados de la evaluación final de la primera experiencia (2014-2015), el profesorado de la asignatura entrevistó a cuatro estudiantes (dos del curso anterior, donde todavía no se había aplicado la experiencia, y dos del curso que acababa de finalizar), para comparar la asimilación de conceptos. Los estudiantes del curso anterior, no recordaban conceptos básicos como los diferentes niveles de seguridad o los distintos roles de usuario definidos por la LOPD. Además, manifestaron que no consideraban que los aspectos legales fuesen importantes  para ellos y que no les resultaban  atractivos. Estas ideas contrastan con las extraídas de las entrevistas realizadas a los alumnos del primer curso en el que se llevó a cabo la experiencia, que no sólo respondieron correctamente a las preguntas sobre los mismos conceptos, sino que indicaron que les gustaría aprender más sobre metodologías y aspectos legales. Queda pendiente todavía realizar una encuesta equiparable, de nuevo a alumnos del curso anterior (donde ya se había aplicado la experiencia) y a alumnos del curso actual, para confirmar que las diferencias encontradas son debidas a la experiencia que se presenta y descartar algún porcentaje que pudiese deberse al paso del tiempo.

El feedback aportado por el alumnado y el profesorado involucrado en esta experiencia indica que los conceptos  legales son comprendidos más fácilmente cuando el alumnado está involucrado en un proyecto real. Además, los resultados indican que los estudiantes involucrados en esta experiencia obtuvieron mejores notas que aquellos que decidieron no participar. Y, sobre todo, estaban motivados para considerar aspectos legales en sus aplicaciones, ya que valoraban que éstos redundan en un aumento en la seguridad y en la facilidad de mantenimiento de sus sistemas. Creemos que esta implicación pudieron establecerla debido a la relación de sus actividades con algo real (el proyecto de innovación tecnológica), ya que así observaron la necesidad de tener en cuenta aspectos de seguridad.

En nuestra opinión, el resultado principal del trabajo que se presenta es este cambio de mentalidad: el alumnado  del Grado en Ingeniería Informática, que hasta el momento mostraba desinterés por el estudio de la legislación, gracias a esta experiencia, encuentra la motivación necesaria para cumplir con la legislación.

Esta experiencia se ha llevado a cabo por primera vez durante el curso pasado (2014-2015, y se está continuando en el presente curso (2015-2016), junto a otras asignaturas.

Estas actividades se llevaron a cabo dentro de un proyecto docente, concedido por la Universidad de Zaragoza, y en la actualidad (curso 2015-2016) se están volviendo a aplicar en la misma asignatura y se está colaborando en la transferencia a otras, mediante un nuevo proyecto de innovación docente concedido también por la Universidad de Zaragoza. Dichos proyectos son:

• Acercamiento a la realidad profesional: desde un proyecto informático a la asignatura Sistemas de Información, PIIDUZ_14_529,
• Involucrando a los estudiantes de Sistemas de Información y Bases de Datos en la resolución de retos planteados por empresas y grupos de investigación, PIIDUZ_15_296.

Además, dados los buenos resultados obtenidos, se pretende continuar con la experiencia en cursos posteriores de la misma materia, usando como base nuevos proyectos de investigación tecnológica que sean útiles para la implementación de las tareas que forman parte de la asignatura en cuestión (Sistemas de Información), de modo que faciliten el aprendizaje de dichas tareas, al mismo  tiempo que la aplicación de la legislación vigente, entre otros.

Por otro lado, esto resulta factible dado el tipo de tecnologías utilizadas, pues la mayoría de ellas son de uso gratuito.

La idea de acercamiento a la realidad mediante el aprendizaje práctico sobre un proyecto de investigación tecnológica se puede aplicar sobre una gran cantidad de materias de grado, especialmente si se trata de otras asignaturas del área. De hecho, en el curso actual (2015-2016), ya se está aplicando esta misma experiencia sobre otras asignaturas, impartidas en distintos grados, para lo que ha sido concedido un proyecto  docente por la Universidad de Zaragoza: “Involucrando a los estudiantes de Sistemas de Información y Bases de Datos en la resolución de retos planteados por empresas y grupos de investigación”, PIIDUZ_15_296.

Estas nuevas materias sobre las que se aplica la experiencia son Bases de Datos y Sistemas de Información para la Dirección, tanto en formación común como específica, del Grado en Ingeniería Informática, del Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación y del Grado en Ingeniería de Organización Industrial.

Al mismo tiempo, se facilita la transferencia de la experiencia desarrollada gracias a la publicación  de distintas partes de la misma en diferentes foros de educación superior:

• From a research project to an Information System course: a professional approach. Intemational Conference on Higher Education Advances (HEAd'15), 2015. Pp. 83-89.  978-84-9048-340-4. Seleccionado como full-paper, con un porcentaje de aceptación del 30% de entre 165 envíos.
• Motívating Computer Engineering Students to the application of legal issues: a professional approach. 19 págs. Capítulo de libro (en prensa).
• Acercamiento al desarrollo de la práctica profesional mediante la realización de prácticas en un proyecto de investigación. VI Jornada de Buenas Prácticas en la docencia universitaria con apoyo de TIC, 2015. Ponencia.
• Aproximación a la Actividad Profesional mediante Aprendizaje Basado en Proyectos. Prácticas Docentes enfocadas a la Investigación. En Buenas Prácticas en la docencia universitaria con apoyo de TIC. Experiencias en 2015 (en prensa).
• Consolidation of a professional approach experience on motivating Computer Engineering Students to the application of legal issues. Intemational Conference on Higher Education Advances (HEAd'l6), 2016 (enviado).