L'objectiu d'aquesta tesi doctoral és l'estudi de l'activitat educativa en línea posant atenció en els processos de feedback com a promotors de la regulació de l'aprenentatge. Des d'una aproximació socio-constructivista, s'ha elaborat una primera part teòrica fonamentada, en primer lloc, en les teories de l'aprenentatge i les teories de l'educació a distància; en segon lloc, en els processos de regulació de l'aprenentatge per acabar, en darrer lloc, amb la conceptualització del feedback en el context de l'ensenyament i l'aprenentatge en línia.La segona part de la recerca permet, inicialment, descriure de forma exploratòria els processos de feedback en nou assignatures de diferent naturalesa i propietats. Aquesta descripció facilita la selecció de les tres assignatures que, sota uns criteris predefinits, han estat considerades les més regulatives. En la part final de la recerca hem caracteritzat els processos de feedback d'aquestes assignatures a partir de l'anàlisi de la interacció educativa en línia.En síntesi, aquest estudi permet posar de manifest la importància del feedback en els entorns d'ensenyament i aprenentatge asincrònics i escrits. / This research aims to respond to some difficulties emerging from the characteristics of an online environment, i.e. asynchronous and based on written communication. In this context, it is not easy to gather evidence showing that students are progressing towards achieving learning objectives. One of the mechanisms teachers have to facilitate learning is giving feedback during the educational activity. The focus of this research is to identify and characterize feedback processes in the specific context of online teaching and learning. Feedback is conceptualized as a source of external regulation, provided by an agent whose aim is to promote the regulation of learning in order to facilitate the construction of knowledge. Little empirical study has so far been done around this research issue. Two studies conform this dissertation. The first one is a quantitative study aiming to provide a general exploratory description of the feedback given in nine courses of different nature developed online. The results obtained allow us to identify the presence of feedback in virtual classrooms and a general exploratory description of the feedback from the student's point of view. The second study presents a micro-level analysis of the characteristics of feedback given by the teacher in the three courses which have been selected because, potentially, promote at their best the regulation of online learning.

Este trabajo de tesis doctoral realiza una aportación a las áreas de aprendizaje en línea, los procesos de colaboración en entornos virtuales y la dimensión social. Como sugiere la literatura del ámbito, la colaboración y la dimensión social devienen elementos clave en los entornos virtuales de aprendizaje. En concreto, el estudio analiza cómo se manifiesta la dimensión social en el proceso de aprendizaje en grupo con el objetivo de proporcionar estrategias tanto a estudiantes como a docentes. Su finalidad última es mejorar los procesos educativos que tienen lugar en el entorno virtual a través de la transferencia de la experiencia desarrollada en la institución que deviene el escenario general de análisis: la Universitat Oberta de Catalunya. Para llevar a cabo este propósito se adopta una perspectiva cualitativa y el estudio de casos como método de investigación. En consecuencia, su propósito no es obtener conclusiones objetivas y generalizables, sino un análisis situado, concreto y detallado del objeto de estudio para responder a la pregunta general que guía la investigación, deviniendo un punto de referencia para otras realidades educativas. De acuerdo con esta finalidad los contenidos de la presente investigación se articulan en base a siete apartados generales: 1) Contextualizar; 2) Presentar la investigación; 3) Entrar; 4) Conceptualizar; 5) Comprender; 6) Aplicar; y 7) Recapitular y abrir. Cada uno de éstos representa una evolución respecto al anterior en la obtención de resultados y conclusiones, propiciando el seguimiento del proceso de análisis desarrollado y las propuestas planteadas. / This PhD study contributes to online learning, virtual collaborative processes and social dimension fields. As literature suggests, collaboration and social dimension are key elements in virtual learning environments. Specifically, the analysis is focused on providing strategies for both students and teachers in relation to social dimension in the context of virtual group. The ultimate objective of this research is to improve the educational processes that take place in a virtual environment. This aim is achieved through the transfer of the experience developed at the institution that becomes the general scenario analysis: the Open University of Catalonia. To accomplish this purpose, this research is based on a qualitative case study. This approach facilitates understandings in order to answer the general question guiding the research and it becomes a reference to other educational environments. Consequently, its aim is not to get objective and generalizable conclusions, but a situated, concrete and detailed analysis that will help to achieve the objective. According to this aim, contents are organized in seven parts: 1) Contextualizing; 2) Presenting the research; 3) Coming in; 4) Conceptualizing; 5) Understanding; 6) Applying; and 7) Concluding and opening. Each of these parts represents an evolution in relation to the previous one in the analysis process, facilitating monitoring of the research developed and proposals presented.

Aquest treball de tesi doctoral fa una aportació a les àrees de l'e-learning i la interacció persona-ordinador, en relació a l'obtenció d'informació dels usuaris i de l'ús que fan d'un sistema interactiu. Per a assolir aquest objectiu s'ha proposat una metodologia d'anàlisi que es basa en un estudi a tres nivells que permet abastar els objectius i motivacions dels usuaris en diferents períodes de temps. Concretament, s'ha definit una metodologia que permet obtenir informació rellevant de la navegació dels estudiants d'un entorn virtual d'aprenentatge, entenent que ho fan no només pels espais i serveis del campus virtual, sinó també pels continguts, activitats i recursos educatius de les assignatures, així com per les assignatures d'una o més titulacions i ofertes formatives, és a dir, a diferents nivells. Aquest objectiu es basa en la necessitat de conèixer als estudiants i les seves interaccions amb l'entorn virtual, per així poder millorar la usabilitat del sistema i la seva experiència d'ús, i aportar informació a un model d'usuari que permeti introduir elements de personalització en el procés d'aprenentatge. Els resultats obtinguts constitueixen noves evidències sobre la UOC, el seu entorn virtual d'aprenentatge i els seus usuaris, i proporcionen informació rellevant pel nou disseny del campus virtual i per la millora i personalització del procés d'aprenentatge. / This doctoral thesis makes a contribution to the areas of e-learning and human-computer interaction, related to obtaining information about the users and about how they use interactive systems. To achieve this goal a methodology of analysis has been proposed. This methodology is based on a three level approach that allows covering the goals and motivations of the users in different periods of time. More precisely, the proposed methodology of analysis allows obtaining new and relevant information about the students' navigation in a virtual learning environment, understanding that they visit not only the main areas and services of the virtual campus, but the contents, activities and educational resources of the courses, as well as other courses that are included in their program or formative offer. That is, at different levels in different points of time. This goal is based on the need to know the students' interactions with the virtual environment, to be able to improve the usability of the system and their experience of use, and to collect information to build a user model which allows embedding elements of personalization in the learning process. The obtained results constitute new evidence about the UOC, its virtual learning environment and its users, and provide relevant information for the design of the new virtual campus and to improve and personalize the learning process.

Malgrat que els entorns virtuals d’aprenentatge (EVA, en anglès VLE o LMS) són eines consolidades en l’educació online, alguns investigadors argumenten que la majoria d’elles estan dissenyades principalment des d’un enfocament tecnològic, deixant els aspectes pedagògics en segon pla. Com a conseqüència, el procés d’ensenyament-aprenentatge que es realitza a través d’aquestes plataformes pot no ser tan efectiu com seria d’esperar. Per aquest motiu, aquesta tesi se centra en identificar aquells elements que poden millorar l’efectivitat dels EVA quan són utilitzats en assignatures completament online. Inicialment es van identificar les implicacions que l’entorn online té sobre l’educació, així com les principals característiques i barreres dels estudiants i professors online. A continuació, es van analitzar vuit dels EVA més populars segons l’enfocament pedagògic, l’estructura de la informació i la interfície. Posteriorment, aquest treball va proposar un conjunt de recomanacions/heurístiques per a crear EVA efectius per l’ensenyament-aprenentatge online. Per avaluar la idoneïtat de les recomanacions, aquestes van ser posades en pràctica mitjançant tres prototips d’un EVA fet a mida anomenat AdVisor, el qual també incloïa una eina de monitorització d’estudiants anomenada FACRO. Un conjunt d’estudiants va testejar AdVisor en assignatures completament online i després va avaluar la idoneïtat de les heurístiques mitjançant un qüestionari. Tanmateix, vuit professors van ser entrevistats per tal de conèixer les seves opinions sobre AdVisor i FACRO. En general, els resultats van mostrar que les recomanacions són adequades, sobretot aquelles relacionades amb l’autoregulació (i.e. guiar als estudiants a través del curs i ajudar-los a ser conscients del seu procés d’aprenentatge). / A pesar de que los entornos virtuales de aprendizaje (EVAs, en inglés VLEs o LMSs) son herramientas consolidadas en la educación online, algunos investigadores argumentan que la mayoría de ellas están diseñadas principalmente desde un enfoque tecnológico, dejando los aspectos pedagógicos en segundo plano. Como consecuencia, el proceso de enseñanza-aprendizaje que se realiza a través de estas plataformas puede no ser tan efectivo como sería de esperar. Por este motivo, esta tesis se centra en identificar aquellos elementos que pueden mejorar la efectividad de los EVAs cuando son utilizados en asignaturas completamente online. Inicialmente se identificaron las implicaciones que el entorno online tiene sobre la educación, así como las principales características y barreras de los estudiantes y profesores online. A continuación, se analizaron ocho de los EVAs más populares según el enfoque pedagógico, la estructura de la información y la interfaz. Posteriormente, este trabajo propuso un conjunto de recomendaciones/heurísticas para crear EVAs efectivos para la enseñanza-aprendizaje online. Para evaluar la idoneidad de las recomendaciones, éstas fueron puestas en práctica mediante tres prototipos de un EVA llamado AdVisor, el cual también incluía una herramienta de monitorización de estudiantes llamada FACRO. Un conjunto de estudiantes testeó AdVisor en asignaturas completamente online y después evaluó la idoneidad de las heurísticas mediante un cuestionario. Asimismo, ocho profesores fueron entrevistados con el fin de conocer sus opiniones sobre AdVisor y FACRO. En general, los resultados mostraron que las recomendaciones son adecuadas, sobre todo aquellas relacionadas con la autorregulación (i.e. guiar a los estudiantes a través del curso y ayudarlos a ser conscientes de su proceso de aprendizaje). / Although virtual learning environments (VLEs) and learning management systems (LMSs) are consolidated online education tools, some researchers argue that most of these platforms are mainly designed from a technological approach, with pedagogical aspects given a back seat. As a result, the teaching-learning process conducted via these systems may not be as effective as expected. For this reason, this thesis focuses on identifying those elements which may improve the efficiency of VLEs when they are used in fully online courses. First of all, a document-based research allowed to know the implications of online delivery for education as well as the main features, needs and barriers of online students and teachers. Next, eight of the most popular VLEs were analyzed by focusing on their pedagogical approach, information structure and interface. Based on the main conclusions drawn from the document-based research, a set of recommendations/heuristics for creating effective VLEs for online teaching-learning was proposed. To evaluate the suitability of each recommendation, these were put into practice by means of three prototypes of an ad hoc VLE called AdVisor, which also included a student monitoring tool called FACRO. A sample of learners tested AdVisor in fully online courses and, afterward, assessed the suitability of the heuristics through a questionnaire. Furthermore, eight teachers were interviewed to know their opinions about AdVisor and FACRO. On the whole, the results showed that the recommendations are suitable, especially those related to self-regulation (i.e. to guide students through the course and help them to be aware of their learning process).

La enseñanza y evaluación automática a través de un sistema Computer Based Assessment (CBA) requiere de software especializado que se adapte a la tipología de actividades a tratar y evaluar. En esta tesis se ha desarrollado un entorno CBA que facilita el aprendizaje y evaluación de los principales temas de una asignatura de bases de datos. Para ello se han analizado las herramientas existentes en cada uno de estos temas (Diagramas Entidad/Relación, diagramas de clases, esquemas de bases de datos relacionales, normalización, consultas en álgebra relacional y lenguaje SQL) y para cada uno de ellos se ha analizado, diseñado e implementado un módulo de corrección y evaluación automática que aporta mejoras respecto a los existentes. Estos módulos se han integrado en un mismo entorno al que hemos llamado ACME-DB. / Teaching and automatic evaluation through Computer Based Assessment (CBA) requires of specialized software tools capable to correct different type of activities. In this work, we have analyzed the main topics of a database course (entity/ relationship diagrams, class diagrams, relational database schemas, normalization, relational algebra and SQL) and for each one of them we have reported the state of art on CBA tools. Afterwards, we have proposed a new CBA environment for teaching and learning database. This environment, denoted ACME-DB, is composed of different modules capable to automatically correct and evaluate exercises of main topics of a database course providing improvements over existing tools.

El creixement de la robòtica (especialment en l'àrea dels sistemes intel·ligents) continua a grans passos, malgrat que encara no hi ha sistemes totalment autònoms per treballar en entorns complexos i desconeguts. Consideracions de cost, seguretat, temps de desenvolupament i altres, fan molt atractiva la teleoperació per a algunes tasques. És ben sabut que la interacció entre els operadors humans i els ordinadors encara és molt problemàtica (com es pot veure en les operacions de rescat del Titànic, Txernòbil i, més recentment, en la pèrdua d'un avió teleoperat a l'Afganistan). Aquests exemples fan ressaltar les dificultats inherents en la utilització de la informació i la teleoperació de robots. Una interfície persona-màquina (HMI) adequada podria resoldre aquest problemes, cosa que incrementaria la satisfacció de l'usuari i la utilització del sistema. Aquest projecte ofereix una contribució al desenvolupament i els criteris de disseny ergonòmic d'interfícies d'usuari per a sistemes teleoperats, especialment en el cas d'aplicacions amb robots submarins. Aquesta recerca es va desenvolupar com part del projecte GARBÍ, el robot submari teleoperat dissenyat per el Dr. Josep Amat i el seu equip, per ajudar als usuaris en les seves tasques marines. Una de les eines que ajuda a treballar millor un sistema teleoperat és la interfície persona-màquina (HMI) que serveix com canal de comunicació entre el sistema i l'usuari. Per iniciar el disseny de la interfície s'ha fet una recerca per determinar el marc teòric i l'estat de l'art en sistemes teleoperats, interfícies d'usuari i eines ergonomiques de disseny. S'han desenvolupat eines per mesurar qualitativament la qualitat de les interfícies persona-màquina (HMI) dels sistemes teleoperats presents en la literatura cientifica i determinar les millores que s'haurien d'introduir en les interficies en ordre de millorar la velocitat de transferencia d'informació.Les tasques de teleoperació han de mostrar una gran quantitat d'informació; aquesta situació es va resoldre en part mitjançant la realitat virtual, que es va fer servir com una eina per millorar les imatges de les càmeres. La realitat virtual, doncs, ajuda a resoldre alguns d'aquest problemes, com ara la representació espacial i la programació d'objectes. Aquest enfocament també permet una millora visual: la imatge real podria estar afectada per les condicions climàtiques (pluja, boirassa, etc.), per la part del dia (tarda, nit, etc.) i per l'entorn natural (la composició de l'aigua pot reduir la visibilitat submarina); la realitat virtual elimina tots aquests inconvenients i ofereix una imatge neta i filtrada. Un entorn virtual es va crear per introduir a l'usuari dintre de les tasques marines i totes les eines necessaries per la conducció del vehicle es van possar en la interfície. Per desenvolupar una interfície ergonómica i òptima s'ha d'involucrar als usuaris en el proces i aquestes activitats s'han de desenvolupar en forma especifica i organitzada. Durant aquesta recerca es van desenvolupar diverses interfícies persona-màquina, tenint en compte les necessitats i reaccions d'usuaris nous i experts. Dues interfícies es van desenvolupar per analitzar l'impacte de la visualització de la informació i la controlabilitat: una de les interfícies es va dissenyar amb finestres d'informació millorada per enfocar-la més a la visualització de dades i en l'altra es va simplificar el control i la manipulació del robot. El proces d'avaluació de les interfícies es va descriure, incloent una nova metodologia basat en els paràmetres d'utilització, la qual abasta diversos paràmetres i etapes de la interacció usuari-ordinador: la tasca, l'usuari i la interfície. Aquesta metodologia es va provar amb les interfícies desenvolupades i amb interfícies de jocs semblants. / The growth of robotics -specially in intelligent systems- continues at an ever-faster pace, even though we still lack of totally autonomous systems to work in complex, unknown environments. Cost, safety needs and development time, among other considerations, make teleoperation an appealing way to perform some tasks. As we know, however, interaction between human operators and computers remains problematic -as can be seen in rescue operations from the Titanic to Chernobyl and, more recently, the missing teleoperated airplane in Afghanistan. These examples underscore the difficulties inherent in information utilization and robot teleoperation. An adequate user interface would solve these problems, increasing both user satisfaction and system usage. The present project offers a contribution to the development and ergonomic design rules of user interfaces for teleoperated systems, specifically in the case of underwater robot applications.Teleoperated robots are currently employed in different fields, for example: mine exploration, spatial and underwater research, high-risk exploration areas and other applications where human intelligence is indispensable. Kress (from IEEE Robotics & Automation Society) <www.engr.utk.edu/maes/ff/rlk/ieee/> and others have pointed out that human machine interfaces (HMI) are critical to the success of teleoperation systems. A teleoperation task must display a great deal of information. Thus, virtual reality was added as a tool to enhance the plane camera images. Virtual reality helps solve some of those problems, e.g. spatial representation and object programming. This approach allows even for visual enhancement: the real image might be affected by weather conditions (rain, fog, etc.), time of the day (afternoon, night, etc.) and by natural environment (water composition can reduce underwater visibility). Virtual reality, allowing a clean, filtered image, would eliminate these and other inconveniences.As this research progressed, several human-machine interfaces (HMI) were developed, taking into account the needs and reactions of average as well as expert users. The interfaces were created with virtual reality tools and programmed in C language. Two interfaces were developed to analyze the impact of information visualization and controllability. One of them was designed with enhanced information windows to focus primarily on data visualization; while the other simplifies robot maneuverability and control. The fruit of this research allows for both a framework and guidelines for HMI design and a model for teleoperated human-machine interaction.In addition to the framework design, two interface evaluation methodologies were proposed. One, the Interface Index, is for rapid assessment. The other, the Usability Assessment, is for deep interface analysis, covering several parameters and stages in human-computer interaction. Several papers related to the development, design and evaluation of these interfaces have been published in international congresses related to this field.