Desarrollo de soluciones cliente-servidor para verificación biométrica de identidad y monitorización en plataformas webaplicación a tele-enseñanza

Abstract

En los últimos años y debido a las numerosas ventajas que ofrece, el aprendizaje electrónico ha experimentado un gran conocimiento que le ha permitido asentarse como un medio alternativo al aprendizaje presencial. A lo largo de todo el World Wide Web se ofertan miles de cursos virtuales que, gracias a las plataformas de E-learning, están al alcance de cualquier estudiante independientemente de su situación geográfica. Sin embargo, todavía existen algunas carencias en los actuales Learning Management System (LMS) que impiden proporcionar adecuados entornos educacionales virtuales, en los que se ofrezcan todo el conjunto de funcionalidad que está disponible en los sistemas de aprendizaje convencional. Las plataformas LMS actuales no pueden asegurar que el estudiante conectado sea quién dice ser, ni proporcionan una medida fiable del comportamiento del estudiante durante la sesión de aprendizaje. Actualmente, para suplantar a un estudiante basta con conocer su nombre de usuario y su clave, y en determinados escenarios éste estaría dispuesto a compartirlos. Estas mismas plataformas tampoco son capaces de ofrecer medidas fiables sobre el tiempo real de presencia y de atención que el estudiante ha dedicado a cada uno de los contenidos de un curso virtual, pues son incapaces de detectar si el estudiante ha abandonado su equipo por un periodo de tiempo para luego regresar, o simplemente, no pueden garantizar si el estudiante está mirando la pantalla del ordenador. La Biometría, por otro lado, definida como el estudio de métodos automáticos para el reconocimiento único de humanos basados en uno o más rasgos físicos intrínsecos o conductuales, se ha convertido en un método esencial de verificación e identificación, que ofrece grandes posibilidades aunque desde sus orígenes siempre haya estado vinculada a la identificación humana en tareas de control de acceso o en criminalística. En esta Tesis se propone la aplicación de la Biometría en el ámbito del aprendizaje electrónico para, por una parte, incrementar el nivel de seguridad ofrecido por el mecanismo de control de acceso de las plataformas LMS, y por otra parte, mejorar el proceso de monitorización del comportamiento del estudiante durante la sesión de aprendizaje. De este modo pretendemos romper alguna de las barreras que impiden un mayor crecimiento de los LMSs, permitiendo ofrecer servicios hasta ahora exclusivos del aprendizaje presencial. En esta Tesis se presenta en primer lugar el proyecto de código abierto Bio Web Auth (Biometrics for Web Authentication) (BWA), solución que permite resolver el problema del control de acceso utilizando rasgos biométricos. En segundo lugar, se describe el Framework BioWebMonitor (Biometrics for Web Monitoring) (BWM) que añade a BWA la capacidad de monitorizar en tiempo real la conducta del estudiante, en términos de tiempo de presencia y de atención, durante la sesión de aprendizaje. Son numerosas las ventajas que ofrece el hecho de que el LMS esté seguro de la identidad del estudiante y tenga una medida fiable del tiempo de presencia y atención que éste dedica a sus contenidos. Entre ellas, destacamos la posibilidad de ofrecer tanto un servicio de Certificación de Horas en Cursos Virtuales más fiable que los que actualmente existen, como un servicio de Estimación Automática de la Carga de Trabajo en Cursos Virtuales de gran utilidad en el ámbito European Credit Transfer System (ECTS). Además, la información de monitorización del comportamiento del estudiante supone una fuente de realimentación que permite al LMS extraer información relevante sobre la complejidad de algunos temas, dimensionar la carga de trabajo asociada a cada contenido de un curso, etc. Con el fin de evaluar las prestaciones del módulo de seguimiento biométrico desarrolado en esta Tesis se realizó un experimento en un entorno real, contando con la participación de 25 alumnos de la asignatura de Procesado de Imagen de la E.T.S.E.T. de la Universidad de Vigo. Estos alumnos fueron monitorizados biométricamente mientras realizaban varios cuestionarios utilizando la plataforma de E-learning Moodle. Los resultados obtenidos reflejan la utilidad de la aplicación de la Biometría en el campo del aprendizaje electrónico.