Arquitectura de referencia para sistemas de aprendizaje adaptativos

Abstract

La educación digital actual enfrenta desafíos estructurales derivados de la heterogeneidad de los perfiles estudiantiles. Si bien los learning management systems (LMS) son la infraestructura predominante, su rigidez arquitectónica limita la personalización a escala. El problema central identificado en esta investigación no reside en la carencia de algoritmos, sino en la ausencia de arquitecturas de referencia que permitan una transición evolutiva y no intrusiva desde sistemas legados hacia sistemas de aprendizaje adaptativo (ALS). Como contribución principal, se presenta ARALS (architecture of reference for adaptive learning systems), un artefacto puente interdisciplinario diseñado para traducir principios pedagógicos en decisiones arquitectónicas verificables. Estructurada en seis capas funcionales y fundamentada en el ciclo de control autonómico MAPE-K, ARALS permite desacoplar la lógica de adaptación de las funciones básicas del LMS, garantizando atributos de calidad como escalabilidad e interoperabilidad mediante estándares internacionales (LTI, xAPI). Metodológicamente, la tesis introduce el marco de propiedades PALS-A, destacando la propiedad PAC (personalización adaptativa colaborativa) como el núcleo que integra la adaptación continua con la colaboración contextual. Asimismo, se define una hoja de ruta de transformación modelada en BPMN para guiar la refactorización sistemática de plataformas existentes hacia entornos adaptativos. La viabilidad de la propuesta se validó empíricamente en la plataforma Odoo eLearning. El proceso demostró la capacidad de inyectar funciones adaptativas en entornos de producción sin comprometer la estabilidad operativa. La evaluación, complementada con el método ATAM y estudios de usabilidad, confirmó que ARALS reduce significativamente la brecha de comunicación entre perfiles pedagógicos y técnicos. En conclusión, este trabajo consolida un marco operativo sistemático y reproducible donde la arquitectura de software actúa como el garante de la calidad pedagógica.