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Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el instituto Iberotec Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el instituto Iberotec. Jorge Luis Salcedo Polo [email protected] Resumen Diseñar e implementar un modelo de evaluación que nos permita establecer una línea base del desempeño académico de los estudiantes en cuanto a sus habilidades en redes de computadoras en las UDs Cisco de acuerdo a criterios de desempeño. Palabras clave Habilidades de Redes de Computadora Desempeño Académico del Estudiante Cisco Packet Tracer (CPT) Actividades CPT isomorficas Abstract Design and implement an assessment model that allows to establish a base line of students academic performance regarding with computer networks skills in Cisco courses according to performance criteria. Keywords: Computer Network Skills Students Academic Performance Cisco Packet Tracer (CPT) CPT isomorphic Activities Introducción Un componente clave en la formación técnica de los estudiantes en IBEROTEC de las carreras de Telemática y Telecomunicaciones son las competencias relacionadas

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Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el

instituto Iberotec

Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de

computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el instituto

Iberotec.

Jorge Luis Salcedo

Polo [email protected]

Resumen

Diseñar e implementar un modelo de evaluación que nos permita establecer una línea

base del desempeño académico de los estudiantes en cuanto a sus habilidades en redes de

computadoras en las UDs Cisco de acuerdo a criterios de desempeño.

Palabras clave

Habilidades de Redes de Computadora

Desempeño Académico del Estudiante

Cisco Packet Tracer (CPT)

Actividades CPT isomorficas

Abstract

Design and implement an assessment model that allows to establish a base line of

students academic performance regarding with computer networks skills in Cisco courses

according to performance criteria.

Keywords:

Computer Network Skills

Students Academic Performance

Cisco Packet Tracer (CPT)

CPT isomorphic Activities

Introducción

Un componente clave en la formación técnica de los estudiantes en IBEROTEC

de las carreras de Telemática y Telecomunicaciones son las competencias relacionadas

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Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el

instituto Iberotec

con el diseño, implementación, diagnóstico y solución de problemas de una red

empresarial pequeña (Oficina en Casa/Oficina Pequeña - SOHO) compuesta por una

docena de usuarios a una red empresarial de tamaño medio, que alberga 500 usuarios o

más (Red Mediana) así como la infraestructura y servicios de TI para dar soporte a los

procesos de negocio de una organización de ese tamaño.

Contar con personal calificado que de soporte a este tipo de redes es crucial para

la operación de las empresas, debido a la creciente dependencia de las organizaciones de

las TICs y en particular sobre las redes informáticas. En tal sentido, en IBEROTEC se

enseña el currículo de las Academias Cisco alineado a la certificación CCNA para que

los jóvenes adquieran las habilidades necesarias para administrar estas redes, si bien el

currículo de Cisco viene con un plan de estudio (contenido, exámenes, laboratorios y

actividades) que acompañan la enseñanza y aprendizaje de los alumnos. Los exámenes

propuestos por el currículo Cisco no nos permiten medir el desempeño real de los

alumnos, y medir qué aprendieron y hasta qué nivel aprendieron, debido a que la totalidad

de estas evaluaciones se encuentran resueltas en Internet.

Hace más de un año, conocedores de esta problemática se inició un proceso, para

identificar instrumentos de evaluación que permitan medir el nivel de desarrollo de sus

habilidades de networking y de esta forma identificar las debilidades de los alumnos de

acuerdo a criterios de desempeño establecidos.

Al inicio del proceso se creó un banco con preguntas del tipo cerradas alterno al

de la evaluación de Cisco, pero estos median básicamente el “qué” (concepto), y no el

“como” (procedimiento). Considerando que muchos alumnos tienen dificultades en

comprensión lectora y el material abundante del contenido del currículo Cisco; se decidió

cambiar por un examen práctico utilizando para ello la herramienta de simulación de redes

Cisco Packet Tracer (CPT).

En las evaluaciones finales del 2014-2 se inició la implementación del examen

práctico de forma experimental para algunas secciones, en el 2015-1 se implementó

completamente en todas las secciones, tanto para las evaluaciones parciales, finales y de

recuperación; en el camino se fue afinando los aspectos de seguridad y la funcionalidad

de la herramienta, así como el ambiente seguro de evaluación, a fin de garantizar un

examen único, objetivo y de acuerdo a criterios de desempeño. Las evaluaciones del

2015-1 y las evaluaciones parciales del 2015-2, nos han permitido obtener una línea base

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de desempeño de los alumnos; distinguiendo aquellos alumnos que tienen habilidades de

networking bien desarrolladas, de aquellos que están en progreso y de aquellos que tienen

dificultades en su aprendizaje

Desarrollo

En el ciclo 2014-2 se notó que la mayoría de alumnos en las UDs de Cisco finales

(CCNA3 y CCNA4) tenían problemas con habilidades (capacidades) básicas de

networking que no correspondían con el nivel que están cursando, Si bien los problemas

eran más notorios en las UDs Cisco finales, ocurre lo mismo en todas las UDs Cisco. Los

principales problemas identificados fueron:

a. No diagnostican ni resuelven problemas de conexión básicos de red con equipos

físicos.

b. No configuran direccionamiento, enrutamiento y servicios de red en los

dispositivos de manera competente.

c. No son hábiles en la configuración de Cisco IOS.

d. No realizan el diseño lógico de una red utilizando FLSM/VLSM

e. No documentan una red

Luego de un análisis preliminar se identificaron las siguientes causas:

a. Si bien el contenido del currículo de las Academias Cisco existe, faltaba una

programación y dosificación de contenidos acorde al perfil de los estudiantes

b. No existían evaluaciones estandarizadas para medir el desempeño de los alumnos,

independientemente de la sección, turno o docente.

c. Las evaluaciones y calificación eran manejadas a discreción del cuerpo docente,

sin la supervisión por parte de algún líder curricular de los objetivos de evaluación

y el examen;

d. No se supervisaba si los objetivos de evaluación respondían a criterios de

desempeños acordes a la complejidad y alcance del contenido curricular.

e. Muchos alumnos llevaron a cabo fraude académico, en diversas modalidades:

suplantación (alguien da el examen en nombre del alumno).

plagio (envío de la solución del examen de otro compañero).

utilización de scripts (guiones) no autorizados durante la evaluación.

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utilización de scripts de algún compañero con la solución del problema

resuelto, que era distribuido por correo, USB o algún medio electrónico.

f. Lo más complicado, es que muchos alumnos utilizan plantillas con script

(guiones) de configuración. En vez de que los alumnos practiquen con antelación

los comandos Cisco IOS para luego evocarlos cuando se necesiten en la

implementación o solución de un problema, ellos confiaban y dependían

totalmente de esos scripts. El uso de scripts de configuración no permite que los

alumnos mejores sus habilidades prácticas (hands-on) de configuración, así como

sus habilidades de identificación y resolución de problemas de red.

g. Los exámenes estaban compuestos por topologías de redes únicas y estáticas

utilizando el CPT cuya calificación era realizada por los docentes de forma

manual, sin contar en muchos casos con una rúbrica, la revisión del examen estaba

más orientada a pruebas de conectividad básicas y la revisión de las

configuraciones de algunos de los dispositivos. Es importante notar que una

topología de red de complejidad media para que pueda ser revisada y evaluada

integralmente, puede tomar hasta 15 minutos, y si esa clase está compuesta por 30

alumnos, en promedio tomaría al docente 8 horas su calificación. Es poco

probable que un docente invierta 8 horas en la calificación del examen, así que lo

más probable es que sacrifique calidad y confiabilidad por rapidez, haciendo que

el proceso de evaluación se convierta en un proceso subjetivo.

De lo mencionado anteriormente existen distintas problemáticas que aquejan el

desempeño académico de los estudiantes. Así que nos planteamos el propósito de

encontrar un modelo de evaluación que nos permita establecer una línea base del

desempeño académico de los estudiantes en cuanto a sus habilidades en redes de

computadoras en las UDs Cisco de acuerdo a criterios de desempeño.

Por lo que se buscó diseñar e implementar un modelo de sistema de evaluación que

cumpla los siguientes objetivos:

Mida el desempeño académicos de los alumnos en sus habilidades fundamentales

de redes de computadoras.

Que el proceso de evaluación y calificación sea objetiva, buscando eliminar algún

sesgo

Evaluación segura, o mitigue la acción de fraude académico.

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Retroalimentación oportuna de los resultados de la Evaluación.

Herramientas

Simulador de Redes Cisco Packet Tracer 6.02 del Estudiante e Instructor

Una plataforma de gestión de aprendizaje (LMS) de las Academias Cisco llamada

Canvas

Políticas de red configuradas en el Directorio Activo de MS Windows, Consola

de Antivirus Kaspersky y en el Firewall de Iberotec

Activity Grader, herramienta de la comunidad de instructores que permite la

calificación automática de las actividades en CPT.

Las acciones que se llevaron a cabo fueron

Definir las capacidades/habilidades fundamentales a evaluar

Previo al inicio del ciclo, a los profesores se les envía la programación curricular, en las

que señala los hitos principales, incluyendo fechas fin de los capítulos y fecha de

exámenes.

A los alumnos con antelación se les informa sobre los componentes de evaluación, como

se detallan en el Anexo 01. Estos componentes de evaluación son acordes al contenido y

la programación de la UD.

Ambiente Seguro de Evaluación

Para llevar a cabo la evaluación, se coordinó con el departamento de sistemas un ambiente

seguro de evaluación en el Lab 302 con las siguientes políticas de seguridad para los

equipos de cómputo de los alumnos:

Bloqueo de los puertos USB en todas las PCs

Bloqueo de acceso a la Internet, exceptuando los sitios web de

http://www.netacad.com y http://aulavirtual.iberotec.edu.pe.

Garantizar un mayor ancho de banda de Internet

Des-habilitación de las interfaces inalámbricas de las laptops

Eliminación automática de los archivos de PKA (Actividades de Cisco Packet

Tracer) al reinicio de sesión de la PC y luego de haber transcurrido 24 horas de la

antigüedad de los archivos.

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Des-habilitación de herramientas de productividad (Ms Calc, Ms Excel, Ms

Word) en las PCs de los alumnos.

Diseño e Implementación Segura de la Evaluación

Para la evaluación práctica, se utilizó el simulador de redes denominado Cisco Packet

Tracer (CPT) y la creación de actividades autocalificadas, además se consideró los

siguientes elementos de seguridad durante la evaluación:

Acceso seguro a la evaluación, en la plataforma de la Academia Cisco se

configura:

o Una fecha y hora de inicio y fin del examen.

o La posibilidad de adjuntar un archivo con la extensión pka, que es la

extensión de las actividades en CPT

o Una clave de acceso para acceder al examen, esta clave es proporcionada

por el profesor minutos antes de iniciar el examen.

Autenticidad de la autoría de la evaluación, dentro de la actividad en CPT se

configura un identificador de examen aleatorio que garantiza que ese examen sea

único (Figura 1). Asimismo, al momento de ingresar a la actividad se solicita a

los estudiantes que ingresen los siguientes datos: Apellidos y Nombres, Email y

Sección los cuales son grabados dentro del archivo de la actividad.

Bloqueo de la interfaz gráfica de la actividad, los alumnos configuran y

prueban la conectividad a través de la interfaz CLI (interfaz línea de comando)

cuyo entorno simulado es más parecido al entorno con equipos reales.

Bloqueo de la retroalimentación de la actividad, se ha configurado el CPT de

forma que no de retroalimentación de los aciertos o fallas de la actividad durante

la evaluación, convirtiendo la evaluación en caja negra. (Figura 2)

Creación de actividades en CPT isomórficas, la actividad estructuralmente es

la misma, pero cambian los aspectos lógicos (direccionamiento IP) y físicos (la

topología física), permitiendo que a cada alumno se le asigne una topología y

examen único y diferente (Figura 1).

Límite de tiempo en la evaluación, en la actividad en CPT se configura un

temporizador de vencimiento, la evaluación es contra reloj. Cuando vence el

plazo, la actividad se bloquea y no se puede continuar con la configuración (Figura

1).

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Instrucciones del examen en forma impresa, el examen con las instrucciones

del examen es entregado de forma impresa a cada alumno, esto permite que los

alumnos realicen los cálculos del diseño lógico (Figura 3) y la documentación de

la topología física y lógica en papel (Figura 4).

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Figura 1:Examen isomorfico en CPT mostrando las instrucciones dinámicas (cambiantes) del examen

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Figura 2: Funcionalidad del CPT que muestra los aciertos/fallas y score en el examen.

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Figura 3:Solución del Diseño Lógico de una red

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Figura 4 : Documentación de la Topología Física y Lógica de una red

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Calificación de las Actividades en CPT

Para el proceso de calificación de las actividades en CPT se utilizó el Activity Grader,

una herramienta de la comunidad de instructores Cisco que permite la calificación

automatizada de las actividades en CPT.

Figura 5: Resultados del Activity Grader

Resultados Obtenidos

Tabla 1. Niveles y Tasación utilizados para medir el desempeño de los alumnos.

Nivel Inicio Fin

Muy Alto 80.01 100

Alto 60.01 80

Medio 40.01 60

Bajo 20.01 40

Muy Bajo 0 20

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Tabla 2. Cantidad de Alumnos por Nivel de Desempeño en el examen parcial (Semana

09) del Ciclo 2015-2

UDs Cisco Muy Bajo Bajo Medio Alto Muy Alto Total

general

CCNA2 106 42 31 23 6 208

CCNA3 34 41 22 12 1 110

CCNA4 23 14 3 4 2 46

Total general 163 97 56 39 9 364

Total en % 44.78% 26.65% 15.38% 10.71% 2.47%

Discusión

Luego de las acciones implementadas, los resultados obtenidos en la evaluación

demuestran que hay un grupo de 48 alumnos (13.18%) en los segmentos Alto y Muy Alto

que tienen las habilidades de networking desarrolladas a un nivel competente. Por otro

lado, los alumnos que están en el nivel Medio compuesto por 56 alumnos (15.38%) son

aquellos que tienen habilidades que están en proceso de adquirirlas.

Este es el conjunto de las habilidades en la que los alumnos son competentes:

Tabla 3. Habilidades Fundamentales Evaluadas por cada UD Cisco

Habilidades Fundamentales en Redes de

Computadoras CCNA2 CCNA3 CCNA4

Diseñan el direccionamiento lógico de la red

(FLSM/VLSM) de acuerdo a los requisitos de hosts

solicitados √ √ √

Interpretan un diagrama físico y lógico de una red √ √ √ Documentan la red, actualizando la topología física y

lógica de una red. √ √ √

Implementan, diagnostican y solucionan problemas

con direccionamiento IP √ √ √

Implementan, diagnostican y solucionan problemas

con enrutamiento estático y dinámico. √ √ √

Implementan, diagnostican y solucionan problemas en

una red conmutada y las tecnologías asociadas

VLAN √ √ √

Seguridad de Puerto √ √ √

STP √ √

HSRP √ √

EtherChannel √ √

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Habilidades Fundamentales en Redes de

Computadoras CCNA2 CCNA3 CCNA4

Implementan, diagnostican y solucionan problemas de

servicios de red tales como DHCP y NAT √

Implementan, diagnostican y solucionan problemas

WAN (PPP, Frame-Relay) √

Por otro lado, el grueso de nuestros alumnos 71% son alumnos que están en los niveles

Bajo y Muy Bajo, representan los alumnos que tienen dificultades con:

Ser competente con los cálculos para calcular el diseño lógico y la

documentación de la red, esta tarea debería tomar 15 minutos máximo, en

la práctica a estos alumnos les toma entre 45 a 50 minutos determinar su

diseño lógico, la razón obedece a que les falta velocidad con operar en

aritmética básica o sistematizar un método para alcanzar los niveles de

competencia. Esta tarea es requisito para continuar con el resto del

examen.

Ser competente en la configuración de un dispositivo de red a través de

Cisco IOS, como se mencionó antes, muchos alumnos utilizan plantillas y

scripts de configuración en vez de aprender los comandos y sintaxis del

Cisco IOS. El utilizar las plantillas impide también que adquieran las

capacidades de diagnóstico y resolución de problemas, ya que no pueden

evocar los comandos e interpretar las salidas de los mismos.

Conclusiones

1. Una competencia técnica fundamenta en redes de computadoras, es el cálculo del

diseño lógico de la red en la que el grueso de los alumnos (71%) en los niveles Bajo

y Muy Bajo falta aún por desarrollar a u un nivel competente.

2. Falta afianzar las habilidades de configuración de Cisco IOS de forma que los

alumnos logren los niveles de competencia requeridos.

3. Redefinir el alcance del currículo afín, de que de oportunidad para revisar el material

usando diferentes estrategias de enseñanza y aprendizaje.

Referencias

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Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el

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Las referencias bibliográficas deben estar de acuerdo a las normas APA.

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Anexo 01: Habilidades de Redes de Computadoras a Evaluar en

Habilidades a Evaluar en CCNA2

Será una evaluación en CPT que contenga los siguientes ítems:

Habilidades Transversales de CCNA1

1) Resolución de problemas de cableado UTP, elección correcta de cableado:

a) Directo,

b) Cruzado y

c) Apantallado.

2) FLSM (División en subredes) y VLSM.

Habilidades Propias de CCNA2

1) CH01: Introducción a redes conmutadas

a) Configuración básica de un switch

b) Implementación de SSH

2) CH02: Configuración y conceptos básicos de conmutación:

a) Implementación de Seguridad de Puerto

3) CH03: VLAN:

a) Implementación y resolución de problemas de VLANs de:

i) datos

ii) administración

iii) por defecto y

iv) nativa

b) Configuración de enlaces troncales (802.1q)

4) CH04: Conceptos de enrutamiento:

a) Configuración básica de router

b) Configuración de direccionamiento IPv4

5) CH05: Comunicación entre VLAN:

a) Implementación de InterVLAN routing (router on-a-stick)

b) Resolución de problemas de InterVLAN routing

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6) CH06: Configurar Enrutamiento Estático

a) Ruta estática

b) Ruta por defecto

c) Ruta sumarizada

d) Ruta Flotante

7) CH07: Conceptos Enrutamiento Dinámico

a) Distancia Administrativa

b) Métrica

c) Balance de la Carga

8) CH08: Configurar Enrutamiento Dinámico

a) configurar el protocolo de routing dinámico OSPFv2

9) Ch09: Configurar y verificar las listas de control de acceso (ACL)

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Habilidades a Evaluar en CCNA3

Será una evaluación en CPT que contenga los siguientes ítems:

Habilidades Transversales de CCNA1 y CCNA2

1) Resolución de problemas de cableado UTP, elección correcta de cableado:

a) Directo

b) Cruzado y

c) Apantallado.

2) FLSM (División en subredes) y VLSM.

3) Implementación de VLAN y de enlaces troncales

4) Implementación de InterVLAN routing (router on-a-stick)

5) Enrutamiento Estático:

a) Ruta estática

b) Ruta predeterminada

c) Ruta Sumarizada

d) Ruta Flotante

6) Enrutamiento Dinámico:

a) Implementación de un protocolo de enrutamiento dinámico :

i) OSPFv2 de área única

Habilidades Propias de CCNA3

1) CH02: Redundancia de la LAN:

a) Implementación de:

i) STP

ii) RSTP (Rapid PVST+)

b) Implementación de HSRP

2) CH03: Agregación de enlaces:

a) Implementación de Etherchannel

i) PAgP

ii) LACP

iii) Forced to cannel

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3) Configurar OSPF para el protocolo de routing dinámico IPv4

i) OSPF en Redes de acceso múltiple

ii) OSPF multiarea

iii) Ajustes y solución de problemas OSPF

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Habilidades a Evaluar en CCNA4

Habilidades Transversales de CCNA1, CCNA2 y CCNA3

1) Resolución de problemas de cableado UTP, elección correcta de cableado:

a) Directo

b) Cruzado y

c) Apantallado.

2) FLSM (División en subredes) y VLSM.

3) Implementación de VLAN y de enlaces troncales

4) Implementación de InterVLAN routing (router on-a-stick)

5) Enrutamiento Estático:

a) Ruta estática

b) Ruta predeterminada

c) Ruta Sumarizada

d) Ruta Flotante

6) Enrutamiento Dinámico:

a) Implementación de un protocolo de enrutamiento dinámico :

i) OSPFv2 de área única

ii) OSPFv2 de áreas múltiples

7) Implementación y Resolución de Problemas de Listas de Control de Acceso

(ACLs)

a) ACLs Extendidas

b) ACLs Estandar

8) Implementación y Resolución de Problemas de DHCP para IPv4

9) Redundancia de la LAN:

a) Implementación de:

i) STP

ii) RSTP (Rapid PVST+)

b) Implementación de HSRP

10) Agregación de enlaces:

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Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el

instituto Iberotec

a) Implementación de Etherchannel

i) PAgP

ii) LACP

iii) Forced to cannel

Habilidades Propias de CCNA4

1) CH03: Conexiones Punto a Punto:

a) HDLC,

b) PPP (CHAP/PAP)

2) CH04: Frame Relay:

a) Implementación de Frame Relay

i) Asignación Dinámica (inverser-arp)

ii) Asignación Estática

(1) Usando sintaxis interfaz serial (frame-relay map)

(2) Usando sintaxis de sub-interfaz (punto a punto) (frame-relay

interface-dlci)

3) Configurar NAT

a) NAT estático

b) NAT Dinámico

c) PAT (NAT Overload)

4) Configurar un túnel VPN GRE

5) Configurar un protocolo de enrutamiento dinámico

a) EIGRP

b) OSPF