Introducing research practices in software projectsfor undergraduate students

Abel Méndez PorrasEscuela de Computación

Instituto Tecnológico de Costa RicaSan Carlos, Costa Rica

Email: amendez@itcr.ac.cr

Jorge Alfaro VelascoEscuela de Computación

Instituto Tecnológico de Costa RicaSan Carlos, Costa Rica

Email: joalfaro@itcr.ac.cr

Resumen—Using research-based teaching-learning methodolo-gies in Computer Science programs is a challenge. Achieving thebalance between the required technical knowledge and scientificrigor in young professionals is difficult in the University. The goalof this paper is to help baccalaureate level teachers and studentsemploy a research-based teaching-learning methodology throughthe introduction of research practices by way of developingsoftware projects. We propose taking advantage of computerscience courses that include a software project to introduceresearch practices related to: the problem, the research goal,the related works, the proposed approach, the methodology,and the evaluation of the project. In addition, we proposethat the results of the software project be presented in ascientific paper format. A research workshop was conducted forundergraduate students. We concluded that students can identifythe main sections of a research project, can recognize the maindigital databases to search scientific papers, consider developingresearch-oriented competencies pertinent to their professionaltraining, and emphasize the need for more activities of this naturein the curriculum.

Index Terms - research practices, software projects, undergraduatestudents, research-based teaching-learning methodology, research-oriented competencies -

I. INTRODUCCIÓN

Los procesos formales de investigación se han consoli-dado en programas de doctorado y maestrías académicas.Sin embargo, emplear metodologías de enseñanza-aprendizajebasadas en investigación a nivel de bachillerato universitarioplantea importantes desafíos. En primer lugar, hay una pre-dilección natural por las labores técnicas a este nivel y queposiblemente tengan importancia significativa para los pro-blemas que inicialmente enfrenten los jóvenes profesionalesen el mercado laboral. En segundo lugar, adentrarse en larigurosidad científica podría introducir una dificultad mayoren el proceso de enseñanza-aprendizaje dependiendo de laexperiencia de los profesores.

La mayoría de las carreras de ingeniería en computacióntienen entre sus planes de estudio cursos donde sus evalua-ciones incluyen el desarrollo de un proyecto de software.Normalmente, se sigue una metodología reconocida en laingeniería de software para la ejecución del proyecto. Estosproyectos de software pueden ser aprovechados para incorpo-rar practicas de investigación y de esta forma introducir a los

estudiantes en procesos donde la rigurosidad científica tengaun rol determinante.

En este trabajo se plantea la incorporación de practicasde investigación en los cursos avanzados de las carreras decomputación que tienen entre sus evaluaciones un proyecto desoftware. El objetivo es ayudar a los profesores y estudiantesa emplear una metodología de enseñanza-aprendizaje basadaen investigación mediante la introducción de practicas deinvestigación durante el desarrollo de los proyectos de softwarea nivel de bachillerato universitario. La propuesta planteadase está utilizando en un curso de Inteligencia Artificial de laCarrera de Ingeniería en Computación, Sede Carlos, a nivel debachillerato universitario. Se reportan los primeros resultadosde la participación de los estudiantes de dicho curso en untaller sobre investigación siguiendo este enfoque.

Las contribuciones de este artículo se describen a continua-ción:

Una propuesta de enseñanza-aprendizaje basada en in-vestigación para introducir aspectos relacionados con ladefinición del problema, trabajos relacionados, propuestade solución, evaluación y reporte de resultados en pro-yectos de software para cursos de computación, a nivelde bachillerato universitario.La evaluación a estudiantes de bachillerato universitarioen un taller de investigación orientado a la enseñanza-aprendizaje basado en investigación.

Este documento esta organizado de la siguiente forma:la sección II se presentan los trabajos relacionados, en lasección III se presenta la propuesta para enseñanza-aprendizajebasado en investigación, la sección IV describe un taller deinvestigación para estudiantes de bachillerato universitario, lasección V muestra los resultados de la evaluación al taller deinvestigación para estudiantes universitarios y la sección VIpresenta las conclusiones y trabajos futuros.

II. TRABAJOS RELACIONADOS

En los procesos educativos, la incorporación de modelosy estrategias que promuevan la investigación, el pensamientocrítico, el aprendizaje significativo, así como el aumento dehabilidades y capacidades tanto en profesores como estudian-tes, se considera fundamental en los programas académicos.978-1-5386-3057-0/17/$31.00 c©2017 IEEE

No obstante, el llevarlos a la práctica trae consigo una seriede consideraciones y dificultades que hacen de ello un desafíoque no todos son capaces o están en disposición de afrontar.

En principio, debe reconocerse la importancia de una actituddispuesta a la incorporación de cambios metodológicos, nuevasprácticas, percepción optimista hacia el uso de nuevas tecno-logías e inclusive, la experiencia y trasfondo de los diversosactores para lograr una adopción exitosa de nuevos modelosy estrategias. Brown [2] realizó un estudio para analizarlas perspectivas de los profesores sobre un cambio en suprácticas durante la participación en proyectos de investigaciónen educación matemática. El análisis exploró el cambio delprofesor al utilizar la tecnología digital para enseñar ma-temáticas y determinó que: 1) las tecnologías representanun apoyo continuo y necesario, pero no suficiente para uncambio sostenido del profesor; 2) el conocimiento, creenciasy prácticas impactan en el potencial cambio del profesor; 3) eluso de la tecnología digital en la enseñanza de las matemáticassigue siendo un desafío y 4) el poder transformador de lastecnologías digitales para el aprendizaje de las matemáticas amenudo no se reconoce.

El estudio determinó además, que la utilización de unatecnología por parte del profesor en el Programa de EducaciónMatemática podría conducir a un cambio en la percepciónsobre la tecnología, no obstante, esa percepción no necesaria-mente se refleja en un cambio real en el accionar del profesory por otra parte, si un profesor continua viendo la tecnologíacomo suplementaria, no percibirá la necesidad de cambiar supráctica durante los cursos.

Kintu, Zhu y Kagambe [7], investigaron la efectividad deun ambiente de aprendizaje combinado enseñanza/aprendizajepresencial y en línea a través del análisis de la relación entrelas características y antecedentes del estudiante, aspectos dediseño (incluyen interacciones, calidad de la tecnología utiliza-da, soporte “cara a cara” y herramientas y recursos del sistemade gestión del aprendizaje) y resultados de aprendizaje. Losautores determinaron que ciertas características/antecedentesdel estudiante y aspectos de diseño actúan como predictoressignificativos en entornos de aprendizaje combinado.

Estos estudios demuestran por tanto la preponderancia delos factores e indicadores actitudinales, así como la disposiciónante el cambio y el transfondo (background) de los actores delproceso educativo.

Los modelos educativos también poseen un papel protagóni-co para lo lograr el empoderamiento de una perspectiva basadaen la enseñanza-aprendizaje. No obstante, debe reconocerse laexistencia de aspectos que dificultan en muchas ocasiones laincorporación de modelos que promuevan la investigación yaprendizaje significativo.

Un claro ejemplo responde al proceso tradicional de eva-luación de los contenidos, a partir de rúbricas aplicadas alesfuerzo individual y pruebas efectuadas por el estudiante, elcual suele presentar dificultades en modelos de aprendizajebasado en proyectos (PBL, por sus siglas en inglés). Enrespuesta a ello, Wengrowicz, Y. J. Dori, and D. Dori, [14]proponen un enfoque de evaluación orientado a PBL para cur-

sos de pregrado, el cual recibe por nombre “meta-evaluaciónorientada al estudiante”. En este enfoque, los estudiantesevalúan sus proyectos de equipo en pares y posteriormenteel personal del curso evalúa a los estudiantes individualmente,basándose en el conocimiento del contenido que se reflejóen los comentarios de los estudiantes a sus compañeros. Alutilizar esta herramienta de meta-evaluación, los investigadoresvalidaron una potencial aplicación en cursos de PBL, envirtud de permitir una experiencia rica en interacción para elestudiante, de mayor aproximación con tecnologías, entornosreales y por supuesto, brindando al profesor la oportunidad depriorizar la experiencia de aprendizaje.

Otras posibilidades se extienden a la incorporación deinstrumentos, metodologías e inclusive la combinación deestos con cursos de acción actuales. Ejemplo de ello, seaprecia en el trabajo de Runeson, Host, Rainer y Regnell[11], quienes realizan un amplio análisis de la aplicación decasos de estudio en la Ingeniería de Software. Los autoresdescriben la experiencia de adaptar los casos de estudio deotras disciplinas en donde su utilización es más diseminada,hacia el ámbito de la Ingeniería de Software, proporcionanejemplos de utilización, un análisis crítico y consideracionesrespecto a su aplicación en diversas metodologías de desarrollode aplicaciones de software. Lo anterior, mediante un enfoqueeducativo/práctico hacia el lector.

Dias et al. [4], proponen un framework que combina elmapeo conceptual por ordenador y los sistemas de gestión deaprendizaje (por ejemplo, Moodle) para potenciar las prác-ticas y estrategias de enseñanza/aprendizaje en el contextode la educación superior. El modelo plantea la interaccióncolaborativa y el aporte individual de los participantes entareas relacionadas con la construcción de mapas conceptuales,fomentando un ambiente constructivista y una atmósfera deenseñanza-aprendizaje efectiva.

La incorporación y desarrollo de capacidades/habilidadestambién son objeto de estudio mediante enfoques de aprendi-zaje educativo [1, 6, 13]. La creatividad, como habilidad desuma importancia en los procesos de ingeniería, se estudia porparte de Bourgeois-Bougrine et al. [1] con el objetivo de deter-minar su efectividad en ejercicios de análisis, específicamentedurante la creación de un modelo conceptual. El estudio sebasó en la introducción de un grupo de alumnos a distintastécnicas de desarrollo y creatividad con el fin de aplicarlas enel resolución de diversos laboratorios, que brindaron resultadostales como diferencias individuales en las diversas etapas delproceso creativo y desempeño en la forma de utilización delas herramientas.

Existe una tendencia a innovar en la educación superiordesde diferentes ámbitos. Sin embargo, hay poca evidenciade la forma de introducir la investigación como un eje trans-versal en las carreras de computación a nivel de bachilleratouniversitario. Con este trabajo se puede ayudar a incorporarpracticas de investigación en proyectos de software a nivel debachillerato universitario en carreras de computación.

III. PROPUESTA DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE BASADAEN INVESTIGACIÓN

El objetivo de esta propuesta es ayudar a los profeso-res y estudiantes a emplear una metodología de enseñanza-aprendizaje basada en investigación mediante la introducciónde practicas de investigación durante el desarrollo de losproyectos de software a nivel de bachillerato universitario.La propuesta plantea aprovechar los proyectos de softwarepara introducir practicas de investigación relacionados con elplanteamiento del problema, trabajos relacionados, objetivo dela investigación, solución propuesta, justificación, metodologíay la evaluación del proyecto.

III-A. Estructura para abordar el proyecto de software

Para abordar el proyecto de software se propone utilizar lasiguiente estructura:

Planteamiento del problema: se debe enlazar el problemacon desafíos del mundo real, en la medida de lo posible,asociarlo a un evento específico. El planteamiento delproblema debe tener referencias que sustenten la nece-sidad de realizar el trabajo. Se debe expresar de formaexplícita los desafíos técnicos y vincular las preguntas deinvestigación con los desafíos.Trabajos relacionados: es una revisión de literatura quepermita aportar conocimiento para desarrollar el proyectode software. Se debe hacer una búsqueda de artículosque aborden temáticas que aporten información paraplantear una propuesta de solución al problema que seaborda. Para buscar los artículos se recomienda utilizarlos siguientes motores de búsqueda:• SCOPUS (<scopus.com>)• ISI Web of Science (<www.isiknowledge.com>)• IEEE Xplore (<ieeexplore.ieee.org>)• Engineering Village

(<www.engineeringvillage.com>)Estos motores de búsqueda han sido ampliamente uti-lizados en revisiones sistemáticas de literatura [3, 9].Se propone utilizar una definición de una cadena debúsqueda basa en población, intervención, comparación,resultados y contexto (PICOC, por sus siglas en inglés)[8] para realizar las búsquedas de artículos en las basesde datos digitales. De esta forma se garantiza una bús-queda sistemática de artículos objetiva y que permita serreplicada.Objetivo de la investigación: debe responder al “qué”y al “para qué”. Se recomienda utilizar la siguienteestructura para plantear el objetivo de la investigación:“ayudar [a las partes interesadas] a [objetivo de las partesinteresadas] mediante [cómo lograr el objetivo]”. Unejemplo de como redactar el objetivo se puede apreciaren el anexo A, cuadro III.Solución propuesta: es la contribución científica delproyecto. Se debe generalizar el trabajo en un nivel deabstracción posicionando éste como un marco de trabajofundamental o un algoritmo más que una herramienta.

La generalización es la clave para que sea ciencia y noingeniería. Un diagrama es útil para explicar el marco detrabajo. Se puede explicar algunos detalles con ejemplosy si se considera necesario se puede proporcionar ladescripción de un algoritmo. Se debe incluir las preguntasde investigación que se desean abordar en el proyecto desoftware.Justificación del proyecto: debe demostrar que realizar elproyecto es necesario e importante. Los criterios que sepueden utilizar para hacer la justificación son (adaptadode [12]:• Conveniencia. ¿Qué tan conveniente es el proyecto?;

esto es, ¿para qué sirve?• Relevancia social.¿Cuál es su trascendencia para la

sociedad?, ¿quiénes se beneficiarán con los resulta-dos del proyecto?, ¿de qué modo? En resumen, ¿quéalcance o proyección social tiene?

• Implicaciones prácticas. ¿Ayudará a resolver algúnproblema real?, ¿tiene implicaciones trascendentalespara una amplia gama de problemas prácticos?

• Utilidad metodológica. ¿el proyecto puede ayudar acrear un nuevo instrumento para recolectar o analizardatos?, ¿contribuye a la definición de un concepto,variable o relación entre variables?, ¿pueden lograrsecon ella mejoras en la forma de experimentar conuna o más variables?, ¿sugiere cómo estudiar másadecuadamente una población?

Metodología: es la estrategia que se llevará a cabopara lograr alcanzar el objetivo del proyecto. Para cadaobjetivo específico se debe definir las tareas, las metaso productos y los indicadores. Un ejemplo de como sepuede redactar la metodología se puede apreciar en elanexo A, cuadro III.Evaluación: Se debe incluir la evaluación para probar/-validar la solución propuesta, de la forma más específicaposible (por ejemplo, estadística, casos de estudio, aná-lisis cuantitativo o cualitativo) y en términos de números(por ejemplo, 10 módulos, 500 líneas de código, 20usuarios).

III-B. Estructura para reportar los resultados

El reporte debe contener los siguientes apartados:Título: debe llamar la atención y a la vez comunicar eltema del trabajo.Resumen: debe contener la motivación para el trabajo,el problema planteado, el objetivo de la investigación, lapropuesta para resolver el problema, la evaluación paraprobar/validar la propuesta y por último los resultadosobtenidos.Introducción: plantea el problema en relación con losdesafíos del mundo real, el objetivo de la investigacióndebe aparecer literal al planteado en el resumen, la pro-puesta para resolver el problema debe ser incluida juntoa las preguntas de investigación que se desea abordar,se debe agregar una vista general de la evaluación para

probar/validar la propuesta y por último un párrafo quedescriba la estructura del documento.Trabajos relacionados: es un resumen de trabajos previosque se utiliza para comparar y contrastar los resultadosde la investigación que se está realizando.Solución propuesta: es la contribución científica deltrabajo. Se debe generalizar el trabajo en un nivel deabstracción, por ejemplo, posicionarlo como un marco oalgoritmo fundamental en lugar de una herramienta. Undiagrama podría ser útil para explicar la propuesta.Metodología de la investigación: describe los métodosque se utilizaron, el entorno del estudio de investigacióny los temas de investigación. Considere esto como unlibro de cocina para alguien que está replicando lo quehizo.Evaluación: debe incluir la evaluación para probar/validarla propuesta planteada.Discusión: refleja los resultados de la evaluación.Limitaciones: debe proporcionar información sobre laslimitaciones encontradas durante el desarrollo del pro-yecto.Conclusiones y trabajos futuros: indica los impactos desu propuesta y marcar el territorio de su trabajo futuro.

Si el proyecto de software a desarrollar tiene las caracte-rísticas de un caso de estudio se puede emplear la estructurapropuesta en [10]. La principal diferencia radica en la secciónde diseño experimental.

Con el objetivo de ampliar la explicación esta propuesta deenseñanza-aprendizaje basada en practicas de investigación, seincluye un anexo con un extracto de un anteproyecto escritousando la propuesta planteada.

IV. TALLER DE INVESTIGACIÓN PARA ESTUDIANTES

La Carrera de Ingeniería en Computación del InstitutoTecnológico de Costa Rica, Sede Regional San Carlos, tieneuna duración de 4 años. Aunque de forma transversal seintroducen los temas de investigación, en dicha Carrera no setienen definidos en el plan de estudios cursos de metodologíasde investigación o diseños de experimentos.

En dicha Carrera, se planteó el reto de fomentar la culturade la investigación en sus estudiantes de bachillerato. Laprimera tarea fue organizar un taller de investigación dirigidoa sus estudiantes para el primer semestre 2017. Para dictar eltaller se invitó a una experta con más de 200 publicacionesindexadas y 17 tesis doctorales dirigidas.

El enfoque del taller estuvo dirigido a entender qué es lainvestigación y cómo iniciar un proyecto de investigación.Durante el taller los participantes tuvieron la oportunidadde aprender haciendo y compartiendo en equipos de trabajopequeños (entre dos y cuatro integrantes). El taller tuvo unaduración de 6 horas y participaron 64 estudiantes de diferentesniveles en la carrera. En la figura 1 se aprecia a los estudiantesinteractuando durante la realización el taller de investigación.

Figura 1. Taller de investigación para estudiantes.

V. EVALUACIÓN DEL TALLER DE INVESTIGACIÓN

Los estudiantes del curso de Inteligencia Artificial, delprimer semestre del 2017, han estado participando en unproceso de enseñanza-aprendizaje basado en las practicas deinvestigación descritas en la sección III. Este curso se imparteen el séptimo semestre, es de 4 créditos (4 horas presencialesy 8 extra clase). Es un curso teórico y formal que introduce alestudiante en el manejo de la representación del conocimiento,búsqueda, control y aprendizaje. Para su uso en la construcciónde algoritmos para la solución de problemas de la inteligenciaartificial.

Se ha utilizado la propuesta descrita en la sección III para laformulación y desarrollo del proyecto de software a realizar endicho curso. Los resultados este proceso no se tienen a la fechade la presentación de este artículo. Además, 15 estudiantesdel curso de Inteligencia Artificial participaron activamenteen el taller de investigación descrito en la sección IV. Con elobjetivo de recopilar la retroalimentación de dichos estudiantesen la participación del taller de investigación, se aplicó uninstrumento. A continuación se muestran los resultados paracada pregunta planteada.

V-A. ¿Cómo considera la pertinencia del taller de investiga-ción en su formación profesional?

Los estudiantes debían evaluar la pertinencia del tallerseleccionando una de las tres alternativas (alta, media y baja).Además, tenían la posibilidad de justificar su respuesta.

La pertinencia del taller en la formación profesional fueconsiderada como alta por 13 estudiantes y media por dosestudiantes. Las justificaciones que aportaron los estudiantesse enfocan en la importancia de:

utilizar estrategias y herramientas de investigación em-pleadas a nivel mundial.aumentar el nivel de aprendizaje e investigación.este tipo de método de investigación a la hora de buscarmaterial pertinente y dar solución a un problema.la investigación como fuente de innovación.

este tipo de metodología ya se está empleando en algunoscursos de la carrera.la interacción en una segunda lengua, en este caso, elidioma inglés.profundizar más en las temáticas planteadas.realizar más actividades de este tipo.

Los estudiantes consideraron muy positivo el que se utiliceestrategias y herramientas para la investigación que se estánutilizando en países más desarrollados que Costa Rica. Asícomo aumentar el nivel de investigación que se realiza en laCarrera de Computación del Instituto Tecnológico de CostaRica, sede Regional San Carlos. Se reconoció la importanciade la investigación como fuente de innovación. Se evidenciapor parte de los estudiantes la aplicación de este tipo metodo-logía en algunos cursos de la carrera. El taller fue impartidoen idioma inglés y eso generó un reto para los estudiantes. Sedestacó la importancia de contar con más actividades de estetipo.

V-B. Evalúe la metodología empleada en el taller de inves-tigación.

Los estudiantes debían evaluar la metodología del tallerseleccionando una de las cinco alternativas (Excelente, Muybuena, Buena, Regular o Mala). Además, tenían la posibilidadde justificar su respuesta.

La metodología empleada en el taller fue considerada comoexcelente por 9 estudiantes, muy buena por 5 estudiantes ybuena por un estudiante. Las justificaciones que aportaronlos estudiantes para sus respuestas se enfocaron en resaltaraspectos de la metodología relacionados con:

el aprendizaje de una forma más dinámica.el trabajo en equipo con el acompañamiento de unaexperta.exponer el trabajo ante otras personas.combinar teoría con práctica hizo más interactivo el taller.

El taller estuvo organizado en pequeñas sesiones magis-trales, combinado con sesiones de trabajo en equipo. Esametodología permitió que los participantes interactuaran en unmayor nivel, haciendo más dinámico el taller. Los estudiantesmanifestaron sentirse cómodos y aprovechar mejor los cono-cimientos debido a la estrategia seguida para desarrollar eltaller. También manifestaron su satisfacción con la propuestade trabajo en equipo que se empleó en el taller. La expertaatendió consultas en cada uno de los equipos de trabajo y losparticipantes se sintieron cómodos con esa metodología. Laimportancia de exponer sus resultados/experiencia ante otraspersonas fue una de las actividades que más gustó durante eldesarrollo del taller.

Durante la actividad se presentaron algunos inconvenientescon el audio del auditorio y esto generó incomodidad para losparticipantes. En varias respuestas se mencionó la necesidadde mejorar en este aspecto.

V-C. De acuerdo a su dominio del idioma inglés, ¿cuál con-sidera que fue su aprovechamiento del taller de investigación?

Los estudiantes debían evaluar el aprovechamiento del tallerde acuerdo a su nivel de inglés en (Alto, Medio-alto, Medio,Medio-bajo o Bajo). Además, tenían la posibilidad de justificarsu respuesta.

El aprovechamiento del taller de acuerdo al dominio delidioma inglés fue catalogado como alto por 10 estudiantesy medio-alto por 5 estudiantes. En las justificaciones, losparticipantes resaltaron que el taller:

ayuda a mejorar la parte oral.permite medir el nivel de inglés que se posee.representa un esfuerzo en virtud de mejorar el nivel deinglés.permite salir del estado de confort de hablar en la lenguamaterna y exponer en inglés frente a público.

Se reconoce la importancia de efectuar actividades querequieran de la comunicación en idioma inglés. Además, sehizo constar que en los cursos de Inteligencia Artificial ySistemas Operativos se fomenta la interacción en el idiomainglés. Pero lo más importante, es que los estudiantes seencuentran un nivel de inglés que les permite interactuar conotras personas de manera fluida.

V-D. ¿En qué cursos y con cuáles profesores se habíantratado algunas de las temáticas vistas en el taller?

Los estudiantes identificaron los cursos de InteligenciaArtificial (profesor Abel Méndez Porras), Sistemas Operativos(profesor Jorge Alfaro Velasco), Desarrollo de AplicacionesMóviles (profesor Abel Méndez Porras) y Desarrollo deaplicaciones Web donde se han introducido temáticas deinvestigación relacionadas a las impartidas en el taller.

Se mencionó que anteriormente se había investigado enlos cursos de Arquitectura de Computadores y Seminario deEstudios Filosóficos utilizando Google scholar. Sin embargo,era la primera vez que utilizaban Scopus, ACM y IEEE.

V-E. Brinde su opinión con respecto al uso de la metodologíade investigación vista en el taller de investigación en loscursos de la Carrera de Computación.

Los aspectos a resaltar del uso de las metodología deinvestigación vista en el taller en los cursos de la Carrera deComputación radicaron en que:

permite encontrar información más confiable para hacerexposiciones o investigaciones.ayuda a facilitar la investigación en los cursos.permite tener criterio sobre la temática investigada.la investigación incentiva la innovación.la investigación permite trabajar los proyectos de unaforma más ordenada.

Los estudiantes mencionan que en los cursos se les pidehacer una investigación pero no se les enseñan como se deberíade realizar o como buscar en fuentes indexadas. Estos aspectosdeben ser mejorados en los procesos de enseñanza-aprendizajebasados en investigación. Algunos estudiantes consideran que

la investigación debería ser un pilar para los cursos, siempreque las características del cursos lo permitan. También se men-ciona la necesidad de utilizar la investigación para fomentarla innovación.

V-F. Explique cada una de las secciones de una investiga-ción expuestas en el taller de investigación.

Cuadro ISECCIONES DE UNA INVESTIGACIÓN.

Sección FrecuenciaProblema 4Objetivo 1Trabajos relacionados 1Hipótesis 6Propuesta 9Evaluación 5Herramientas 4Resultados 4

Los estudiantes lograron identificar las principales seccionesde una investigación y demostraron tener el conocimiento de loque significa cada una. El cuadro I muestra las secciones quelos estudiantes identificaron de una investigación, así como lafrecuencia de estudiantes que las identificó.

V-G. ¿Cuáles bases de datos digitales para buscar artículosse mencionaron en el taller?

Cuadro IIBASES DE DATOS DIGITALES PARA BUSCAR ARTÍCULOS.

Bases de datos FrecuenciaIEEE Explorer 15ACM 14Google Scholar 4Scopus 3Springer 1

La mayoría de los estudiantes logró identificar IEEE Explo-rer y ACM como las principales bases de datos digitales parabuscar artículos científicos (ver cuadro II).

V-H. ¿Qué recomendaciones daría para mejorar este tipo deactividades?

Las principales recomendaciones que los estudiantes creenque se deberían tomar en cuenta para mejora este tipo deactividades son:

mayor tiempo.realizarlas con más frecuencia.seleccionar un mejor lugar físico.mejorar el sistema de audio.hacer más mercadeo de la actividad.lograr que más personas asistan.aumentar la participación activa de los estudiantes.

Las impresiones de los estudiantes radican en hacer conmayor frecuencia y por más tiempo este tipo de actividades.Además, se recalcó la necesidad de mejorar el proceso dedivulgación de las actividades para que más estudiantes par-ticipen. También se debe tomar en consideración las condi-ciones del espacio físico y el audio ya que generó algunasinterrupciones durante la actividad.

V-I. ¿Qué recomendaciones daría para aprovechar los con-tactos internacionales?

Las principales recomendaciones que los estudiantes creenque se deberían tomar en cuenta para aprovechar mejor a loscontactos internacionales con las siguientes:

crear más talleres y charlas.seguir haciendo estas actividades para aprovechar elconocimiento de estos profesionales.practicar más el inglés que tanto necesitamos nosotroslos futuros ingenieros.brindar más información para tener más audiencia.realizar talleres virtuales.realizar pasantías a las universidades de los contactos.traer más expertos.realizar más trabajos de investigación.

Los estudiantes han manifestado la necesidad de realizarmás actividades de esta índole y aprovechar para efectuarpasantías o intercambios con las universidades de los contactosinternacionales. Sin duda, es un reto para la Carrera deComputación mantenerse activa en la organización de este tipode actividades.

VI. CONCLUSIONES

En este trabajo se propuso una metodología de enseñanza-aprendizaje basada en investigación para los cursos de compu-tación que tienen entre sus evaluaciones un proyecto de soft-ware. Esta metodología propone desarrollar los proyectos desoftware introduciendo practicas de investigación relacionadoscon el planteamiento del problema, trabajos relacionados,objetivo de la investigación, solución propuesta, justificación,metodología y evaluación del proyecto. Además, se planteóque los resultados del proyecto de software sean presentadosen formato de un artículo científico.

La metodología de enseñanza-aprendizaje basada en in-vestigación propuesta, está siendo utilizada para desarrollarlos proyectos de software del curso de Inteligencia Artificialde la Carrera de Ingeniería en Computación, del InstitutoTecnológico de Costa Rica, Sede San Carlos. Además, sereportan los resultados de la participación de los estudiantesde dicho curso, en un taller de investigación basado en dichametodología.

La taller práctico sobre investigación le permitió a losestudiantes aplicar los conocimientos previamente introduci-dos y contar con el acompañamiento durante este procesopor parte de una experta, para fortalecer las competenciasorientadas a la investigación. La aplicación del instrumentode evaluación del taller de investigación demostró que losestudiantes son capaces de identificar las secciones primor-diales de una investigación y reconocer las principales basesde datos digitales para buscar artículos científicos. Además,ese mismo instrumento permitió conocer que los estudiantesconsideran pertinente desarrollar competencias orientadas ala investigación en su formación profesional y recalcaron lanecesidad de realizar más actividades de esta índole.

En el futuro se pretende utilizar esta metodología deenseñanza-aprendizaje basada en investigación para desarrollar

los proyectos de software en otros cursos de la Carrera deComputación del Instituto Tecnológico de Costa Rica, sedeSan Carlos.

REFERENCIAS

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[3] Ismayle de Sousa Santos, Rossana Maria de Castro An-drade, Lincoln Souza Rocha, Santiago Matalonga, Kát-hia Marçal de Oliveira, and Guilherme Horta Travassos.Test case design for context-aware applications: Are wethere yet? Information and Software Technology, 2017.

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ANEXOS

A. Un caso de ejemplo: “Gestión de productos e interaccióncon clientes de una cadena de restaurantes”

I. Introducción: Las empresas que se dedican al serviciode restaurantes requieren realizar una eficiente gestión de losproductos que ofrecen con el fin de mejorar su competitividad.Los costos de producción y la utilidad obtenida son losprincipales insumos para la toma de decisiones. La interaccióncon los clientes y la información que se pueda obtener de elloses vital para planear las estrategias de mercado. Especialmente,en lo relacionado con la introducción de nuevos productos, elmantener los clientes y atraer nuevos potenciales consumido-res.

La automatización de los procesos mediante el uso de lastecnologías digitales abre una oportunidad a las empresas delsector de servicios de alimentación. La gestión de productosy la interacción con los clientes de restaurantes ofrece undesafío tecnológico que involucra tecnologías de bases dedatos, aplicaciones Web y móviles, motores de inferencia yrecomendaciones.

El objetivo de este proyecto es ayudar a empresas del sectoralimentario en la gestión de los productos y la interaccióncon los clientes mediante la creación de una plataforma desoftware.

En este trabajo se propone una plataforma de software paragestionar productos e interactuar con los clientes de un res-taurante. La plataforma esta compuesta por un back-end parael almacenamiento y gestión de los datos, un front-end parala recolección de datos, un motor de recomendaciones paragestionar información y una aplicación móvil para interactuarcon los clientes.

La metodología a utilizar esta compuesta por cuatro etapas:1) la definición de los requerimientos, 2) el diseño de laplataforma de software, 3) el desarrollo de la plataforma desoftware y 4) la evaluación de la plataforma de software.

Este documento esta organizado de la siguiente manera: lasección II analiza los trabajos relacionados, en la sección IIIse detalla la plataforma de software propuesta y en la secciónIV se presenta el cronograma de trabajo.

II. Trabajos relacionados: Los motores de recomendacionesbasados en máquinas de aprendizaje se han vuelvo muypopulares, especialmente para procesar datos relacionadoscon negocios como el comercio electrónico. Hay algunasempresas de tecnología como Amazon, Google, Facebook, etc,

que dependen mucho del sistema de recomendación para elfuncionamiento [5]. La ventaja es que este tipo de tecnologíasya se puede implementar en medianas y pequeñas empresaspara obtener los beneficios que estos sistemas ofrecen.

En [5] proponen un sistema de recomendación utilizando laplataforma de software abierta Apache Mahout que esta basadaen java. Algunas de las ventajas que ofrece esta plataformason: un amplio rango de algoritmos, alta escalabilidad y quees una plataforma abierta.

La gestión de productos e interacción con usuarios deuna cadena de restaurantes es un problema que se puedeabordar desde la perspectiva de motores de recomendaciones.La ventaja de este enfoque es que permite ofrecer experienciasde usuario acorde con las necesidades y retos que plantean lastecnologías de información y comunicación de la actualidad.

III. Plataforma de software propuesta: En esta sección seplantea el problema, se describen los objetivos, se hace lapropuesta de la plataforma de software y la metodología autilizar para alcanzar los objetivos propuestos.

Planteamiento del problema: Una cadena de restaurantesdesea llevar el control de los servicios de alimentación quevende diariamente con el objetivo de mejorar la calidad ydiversificar los productos que ofrece. Además, desea ofreceruna experiencia de usuario que permita la interacción con losclientes con el fin de recopilar la opinión sobre sus servicios.Por último, desea introducir un programa de incentivos y pro-mociones para sus clientes frecuentes y aumentar la publicidadpara atraer nuevos clientes. La gerencia desea conocer cuálesson los platos que más se venden, cuáles son los insumos ycantidades que lleva cada plato, cuál es el costo de producciónde cada plato, quién es el mesero que atendió la orden, quién escocinero que preparó la orden, cuál es el departamento (cocina,bar, cafetería) que preparó la orden, cuál es la opinión delos clientes sobre los diferentes platos, qué nuevos productoslos clientes desean que se agreguen al menú y qué tipo deincentivos y promociones les gustaría a los clientes.

Se plantea la siguiente pregunta: ¿Cómo se puede gestionarlos productos y la interacción con los clientes de restaurantesmediante el uso de tecnologías digitales?

Objetivo del proyecto: El objetivo del proyecto es ayudar aempresas del sector alimentario en la gestión de los productosy la interacción con los clientes mediante la creación de unaplataforma de software.

Los objetivos específicos que se abordarán en este proyectoson los siguientes:

1. Definir los requerimientos de la plataforma de softwarepara la gestión de los productos y la interacción con losclientes de la cadena de restaurantes.

2. Diseñar la plataforma de software para la gestión de losproductos y la interacción con los clientes de la cadenade restaurantes.

3. Desarrollar la plataforma de software para la gestiónde los productos y la interacción con los clientes dela cadena de restaurantes.

4. Evaluar la plataforma de software para la gestión de losproductos y la interacción con los clientes de la cadena

de restaurantes.El primer objetivo específico tiene la intención de ayudar

identificar el problema. El segundo y tercer objetivo específicose enfocan en proponer una solución al problema. El cuartoobjetivo específico direcciona la evaluación de la soluciónplanteada para resolver el problema.

Justificación: La realización de este proyecto le permitirá ala empresa de restaurantes gestionar la información sobre pro-ductos mediante una plataforma de software con las siguientesventajas:

Permite tener un historial de información que puede serconsultado en tiempo real.Basado en históricos hacer predicciones para el futuro.Utilizar motores de inferencia para hacer recomendacio-nes a los clientes acorde con sus perfiles.

Solución propuesta: La plataforma de software propuestaestá compuesta por un Backend, un Frontend y un cliente mó-vil. A continuación se detallan cada uno de estos componentes:

Backend: se encarga del almacenamiento y gestión delos datos. Como gestor de bases de datos se utilizaráMySQL. El Back-end será desarrollado utilizando No-de.js.Frontend: tiene la función de realizar la comunicaciónentre los usuarios finales y el Backend. Será desarrolladoutilizando Angular 2.Cliente móvil: esta orientado a la interacción con losclientes del restaurante. Será desarrollado en la platafor-ma Android.

Metodología: La metodología a utilizar está compuestapor cuatro etapas (una etapa por cada objetivo específico). Acontinuación se listan las etapas:

1. Definición de los requerimientos.2. Diseño de la plataforma de software.3. Desarrollo de la plataforma de software.4. Evaluación de la plataforma de software.Para cada etapa se plantea las tareas, las metas y los

indicadores. En el cuadro III se puede apreciar cada uno deestos componentes debidamente desarrollados.

Evaluación: El cuarto objetivo específico aborda el temade la evaluación y en la metodología se define las actividades,metas e indicadores para alcanzarla.

IV. Cronograma de trabajo: En este apartado se debe crearun diagrama de Grantt con cada una las tareas a lo largo deun periódo de tiempo. Por cuestiones de espacio se omite elmismo.

Cuadro III: Metodología propuesta para alcanzar los objetivos.

Objetivo General:Ayudar a los propietarios de restaurantes en la gestión de los productos y la interacción con los clientes mediante la creación deuna plataforma de software.Objetivo específico Tarea Meta IndicadorDefinir los requerimientos de laplataforma de software para la ges-tión de los productos y la interac-ción con los clientes de una cadenade restaurantes.

1. Entrevistar a los diferentes res-ponsables de la gestión de produc-tos e interacción con los clientes dela cadena de restaurantes (gerente,contabilidad, proveeduría, merca-deo, etc)2. Realizar una búsqueda bibliográ-fica para consultar trabajos relacio-nados.3. Extraer los requerimientos a par-tir de las entrevistas y la revisión debibliografía.

1. El reporte con la informaciónobtenida de las entrevistas a losresponsables de la gestión de losproductos y la interacción con losusuarios.2. La revisión bibliográfica de pro-yectos relacionados.3. Lista de requerimientos para di-señar la plataforma de software.

1. Entrevista de al menos 5 respon-sables de la gestión de los produc-tos y la interacción con los usua-rios.2. Consulta de al menos 10 artícu-los sobre proyectos relacionados.3. Lista priorizada al menos 50requerimientos para la gestión deproductos e interacción con losclientes.

Diseñar la plataforma de softwarepara la gestión de los productos yla interacción con los clientes deuna cadena de restaurantes.

1. Diseñar un back-end para la ges-tión de los productos y la interac-ción con los clientes.2. Diseñar un front-end para la ges-tión de los productos y la interac-ción con los usuarios.3. Diseñar un cliente móvil (en laplataforma Android) para la inter-acción con los clientes.

1. El diseño de un back-end parala gestión de los productos y lainteracción con los clientes.2. El diseño de un front-end parala gestión de los productos y lainteracción con los usuarios.3. El diseño de un cliente móvil(en la plataforma Android) para lainteracción con los clientes.

1. El diseño de un back-end que in-cluya el 95 % de los requerimientosfuncionales de gestión de produc-tos e interacción con los clientes.2. El diseño de un front-end queincluya el 95 % de los requeri-mientos funcionales de la gestiónde productos e interacción con losclientes.3. El diseño de un cliente móvil (enla plataforma Android) con el 95 %de las funcionalidades de interac-ción con clientes.

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Cuadro III – continúa de página previaObjetivo específico Tarea Meta IndicadorDesarrollar la plataforma de soft-ware para la gestión de los produc-tos y la interacción con los clientesde una cadena de restaurantes.

1. Desarrollar un back-end para lagestión de los productos y la inter-acción con los clientes.2. Desarrollar un front-end para lagestión de los productos y la inter-acción con los usuarios.3. Desarrollar un cliente móvil (enla plataforma Android) para la in-teracción con los clientes.

1. Un back-end para la gestión delos productos y la interacción conlos clientes.2. Un front-end para la gestión delos productos y la interacción conlos usuarios.3. Un cliente móvil (en la plata-forma Android) para la interaccióncon los clientes.

1. Un back-end con el 95 % de losrequerimientos funcionales para lagestión de productos e interaccióncon los clientes implementados.2. Un front-end con el 95 % de losrequerimientos funcionales para lagestión de productos e interaccióncon los clientes implementados.3. Un cliente móvil (en la plata-forma Android) con el 95 % de lasfuncionalidades de interacción conclientes implementadas.

Evaluar la plataforma de softwarepara la gestión de los productos yla interacción con los clientes deuna cadena de restaurantes.

1. Diseñar un caso de estudio paraevaluar la gestión de los productosutilizando la plataforma de softwa-re.2. Diseñar un caso de estudio pa-ra evaluar la interacción con losclientes utilizando la plataforma desoftware.3. Ejecutar un caso de estudio paraevaluar la gestión de los productosutilizando la plataforma de softwa-re.4. Ejecutar un caso de estudio pa-ra evaluar la interacción con losclientes utilizando la plataforma desoftware.5. Reportar los resultados de loscasos de estudio.

1. El reporte del caso de estudiopara evaluar la gestión de los pro-ductos.2. el reporte del caso de estudiopara evaluar la interacción con losclientes.

1. Evaluar el 90 % de los requeri-mientos funcionales de gestión deproductos.2. Evaluar el 95 % de los requeri-mientos funcionales de interaccióncon clientes.