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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
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
Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el
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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).
Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el
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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
Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el instituto Iberotec
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
Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el instituto Iberotec
Figura 4 : Documentación de la Topología Física y Lógica de una red
Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el
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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
Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el
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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 √ √
Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el
instituto Iberotec
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
Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el
instituto Iberotec
Las referencias bibliográficas deben estar de acuerdo a las normas APA.
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
Modelo de evaluación para medir las habilidades de redes de computadoras en las Unidades Didácticas Cisco en el
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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)
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
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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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