Método basado en el procesamiento de información cualitativa para la evaluación individual y grupal de competencias educativas

Abstract

Frecuentemente en el sector educativo se evalúa a los estudiantes en términos de competencias; y aunque estas últimas tienen una naturaleza cualitativa, es decir se describen mediante adjetivos y adverbios, no se miden de la misma manera, por el contrario, se les da una valoración cuantitativa aproximada que produce pérdidas de información considerables en el contexto cualitativo. En la práctica, los estudiantes son evaluados mediante la graduación de palabras extraídas del lenguaje natural, palabras que se reflejan en forma de variables lingüísticas que describen el desempeño en términos de conocimiento, habilidades y aptitudes, por lo que se hace necesario un procesamiento cualitativo de esta información; sin embargo, no se cuenta con el conocimiento suficiente, ni con herramientas software que permitan realizar su procesamiento. Por lo anterior, este trabajo de grado tiene como objetivo construir un método computacional basado en el procesamiento de información cualitativa para la evaluación de competencias educativas, teniendo en cuenta su estructura de composición. Para el cumplimiento del objetivo, se realiza la construcción de un método computacional que permite realizar el procesamiento de información cualitativa en evaluaciones individuales de estudiantes en términos de competencias. Su construcción se basó en la técnica de lógica difusa y computación con palabras (Computing With Words). Finalmente se diseña una estrategia computacional que adapta el método desarrollado para las evaluaciones individuales, permitiendo el procesamiento de información en la evaluación grupal de competencias educativas. En su diseño se utiliza, además, un algoritmo de clústering para realizar el procesamiento grupal, Fuzzy C-Means. En consecuencia, se obtiene un método computacional completo que permite acceder a los resultados de evaluaciones tanto individuales como grupales. Con el fin de evaluar el desempeño del método desarrollado, se realiza la implementación de un prototipo de servicio web, el cual incluye conexión a base de datos cloud. La evaluación se realiza con el apoyo de tres expertos en competencias educativas del área de pre-escolar y básica primaria, los cuales evaluaron el desempeño de un conjunto de estudiantes en diferentes competencias. De los resultados obtenidos en el desarrollo de este trabajo de grado se resalta que el método de procesamiento de información cualitativa propuesto, desplegado en un entorno real y con las consideraciones del caso, facilitaría en gran medida los procesos de evaluación de competencias educativas tanto a nivel individual como grupal, ya que demostró un buen desempeño mediante pruebas bajo las métricas de semejanza (llegando hasta 96% de semejanza a nivel individual y 90% a nivel grupal) y precisión (con 85% a nivel individual y 63% a nivel grupal).

In the educational sector, the students are often evaluated in function of competences terms; and though the competences have a qualitative nature, that is to say they are described through adjectives and adverbs, these ones aren't measured in the same way, instead, they are measured through a quantitative approach assessment that produces considerable loss of information in the qualitative context.

To use linguistic variables is common to reflect the student performance in knowledge, skills and aptitudes; People are evaluated in surveys by a words ranking extracted from natural language. However, there are no enough knowledge, or software or TIC tools to realize the information gathered processing to obtain a result that makes harmony with the qualitative nature that was evaluated.

For these reasons, the aim of this undergraduate thesis is to build a computational method processing-based qualitative information for the educational competences assessment, taking into account its composition structure.

For the purpose, the computational method building that allows the qualitative information processing on individual assessments of students in competences terms is carried out. This one is based on the fuzzy logic technique and computing with words (CWW). Finally, a computational strategy that adapts the method developed for individual assessments, it allows the information processing in the educational competences group assessments is designed. In its design it also uses a clustering algorithm to perform group processing, Fuzzy C-Means. Consequently, a complete computational method that allows access to the results of both individual and group assessments is obtained.

In order to evaluate the performance of the method developed, the implementation of a prototype web service, which includes free cloud-based data is performed. The evaluation is carried out with the support of three experts in the area of educational competences preschool and basic primary, who evaluated the student’s group performance in different competences.

From the results obtained in the development of this undergraduate thesis is highlighted that the qualitative information processing-method proposed, deployed in a real environment and the considerations of the case, would greatly facilitate the educational competences evaluation process at both individual and group, as it proved a good performance through testing under the metric of similarity (reaching 96% similarity at the individual level and 90% at group level) and accuracy (85% at the individual level and 63% at group level).