DESARROLLO DE UN SISTEMA EXPERTO (SE) PARA LA IDENTIFICACIÓN ANTICIPADA DE LA VIOLENCIA ESCOLAR DEVELOPMENT OF A EXPERT SYSTEM (ES) FOR THE EARLY IDENTIFICATION OF SCHOOL VIOLENCE

I.- Lagunes-Gómez 1,2*, A. Rosas-Escobedo2 y N. Zayas-Morales2

1Universidad de Baja California. Av. Juan F. Parkinson #160 - Fracc. Parque Ecológico - C.P. 63173 - Tepic, Nayarit.

2Instituto Tecnológico Superior de Alvarado. Escolleras Norte S/N. Col. La Trocha, Alvarado, Veracruz.

e-mail: ilagunes@msev.gob.mx.

Resumen:

Con la finalidad de contribuir a la prevención de la violencia en contextos escolares, y facilitar el cumplimiento de las responsabilidades que la normatividad atribuye a las escuelas; se presenta el proceso de planificación y gestión de un proyecto educativo de innovación incremental que bajo el formato de un sistema experto (SE) constituye una herramienta tecnológica de apoyo a la atención integral de la violencia escolar en educación superior.

En la metodología, el dominio experto del sistema permite la interpretación de resultados del Inventario de Rasgos Temperamentales (IRT) Thurstone, e identifica la propensión a la violencia. Su formato es el de una plataforma web adaptable diseñada mediante patrón MVC, lenguajes PHP y AngularJS, framework de hojas de estilo Bootstrap, standar para intercambio de datos JSon y HTML5.

Como resultado se ofrece una herramienta tecnológica de apoyo a la gestión educativa basada en las teorías psicosociales y la psicobiología que permite la recolección, clasificación, compresión, almacenamiento, recuperación,

procesamiento, transmisión y exhibición de los datos recabados de la comunidad escolar y su manejo con oportunidad, comparabilidad, claridad y confiabilidad. Adicionalmente, sistematiza y controla la información

socioeconómica y psicoemocional de los estudiantes y su seguimiento psicopedagógico.

Palabras clave: Violencia escolar, Acoso escolar, Sistema experto.

Abstract:

Based on psychosocial theories and psychobiology, our objective is the design and technological development of an expert system (ES) for comprehensive assitance of school violence in higher education, which further systematizes and controls the socioeconom ic and psychoemotional information of the students and their psycho-pedagogical follow-up. The methodology considers the application of the Thurstone Temperament Schedules (TS) as a means to identify the propensity to violence, and its interpretation through an adaptive

* Autor de correspondencia. E-mail: corresponding@correo.com

Tel. 00-00-00-00, Fax 00-00-00-00

web platform designed by the MVC pattern, using languages PHP and AngularJS, Bootstrap stylesheets framework, standard for JSon and HTML5 data exchange.

As a result, it is concluded that the early identification of violent behaviors allows t he prevention of violence in school contexts, and the development of an ES facilitates the fulfillment of the responsibilities conferred by current regulations to schools by improving the management of violence information. In this sense, our contribution is to offer a technological tool to support the management that allows the collection, classification, compression, storage, retrieval, processing, transmission and display of data collected from the school community and its management with timeliness, com parability, clarity and reliability.

Keywords: School violence, Bullying, Expert system

1. Introducción

La identificación de la violencia escolar como problema público complejo y emergente en México (INEGI, 2013; Banco Mundial, 2012) demanda una inmediata y eficaz capacidad de respuesta del sistema educativo y sus actores. Para su atención, la legislación establece responsabilidades precisas a los centros escolares y a las autoridades que desempeñan funciones de educación; y enfatiza la necesidad de su traducción en acciones y programas, particularmente, para caracterizar y comprender de manera inmediata y eficaz el problema, para diseñar y operar estrategias de atención, y para construir instrumentos para evaluar sus resultados (Lagunes, 2016). Adicionalmente a estas responsabilidades, la jurisprudencia de la Suprema Corte de Justicia de la Nación, establece: que un centro escolar puede ser responsable si es negligente al reaccionar (CCCXXXII/2015 (10a.)/ 24, Noviembre de 2015); estándares para acreditar la negligencia en la respuesta (CCCXXIII/2015 (10a.)/ 24, Noviembre de 2015); y la carga de la prueba a las escuelas del cumplimiento con la debida diligencia, cuando de determinar su responsabilidad por negligencia se trate, particularmente en el caso del acoso escolar o bullying que afecte a menores (CCCXXXI/2015 (10a.)/ 24, Noviembre de 2015).

Si bien es imprescindible contar con información actualizada, confiable y focalizada de la violencia escolar de cada uno de los centros educativos (ex -ante y ex –post), que sirva de insumo para diseñar y operar estrategias oportunas de atención micro y macro institucional para la atención (prevención e intervención), y para simplificar la evaluación de los resultados de su implementación; tal manejo de la información representa un desafío, debido a la falta herramientas de gestión estandarizada y sistematizada. Por estas razones, nos planteamos como objetivo, desarrollar una herramienta de apoyo a la gestión de la violencia

y el acoso escolar: « Sistema integral para la prevención e intervención en la violencia escolar (SISIPIVE). Versión 1.0 », Sistema Experto (SE) de tipo asistente inteligente de un especialista humano (Giarratano y Riley, 2001); que bajo el formato de una plataforma web adaptable permite identificar la propensión a la violencia en centros escolares de educación superior, y gestionar información focalizada para la prevención e intervención micro y macro institucional. En su alcance, el desarrollo tecnológico es transferible a cualquier institución de educación superior pública o privada.

En su construcción se tomaron como referentes teóricos, los sistemas expertos (SE) y las teorías psicosociales y la psicobiología. Como referentes expertos, la revisión bibliográfica y los determinados por las áreas de atención psicológica, tutorías y médica en el contexto institucional de creación (Instituto Tecnológico Superior de Alvarado, ITSAV). Como referente instrumental-metodológico, el Inventario de Rasgos Temperamentales (IRT) Thurstone y la metodología de Ingeniería de conocimiento sugerida por Castillo, Gutiérrez y Hadi (1996).

En primera instancia, se presentan los antecedentes, la fundamentación de la propuesta y la metodología empleada, donde se muestran algunas interfaces y un ejemplo de datos simulados de su funcionamiento, para finalmente dar a conocer las conclusiones y el trabajo futuro.

Antecedentes

Como antecedentes en la gestión de la violencia escolar a través de sistemas de la información electrónicos, encontramos: el Sistema de Información Localizada (SIL) del Protocolo Único de Identificación, Canalización y Atención de la Violencia Escolar de la Ciudad de México; y el Sistema Especializado en reporte de casos sobre Violencia Escolar (SíseVe) del Ministerio de Educación de Perú. El SIL permite el registro de todos los casos de violencia, acoso, maltrato o discriminación en el entorno escolar en una plataforma electrónica, así como su canalización, atención y seguimiento (SEDU, 2017). El SíseVe permite reportar los casos de violencia escolar, ofrecer consejos, registrar su seguimiento y canalizar los casos para su atención (MINEDU, 2017).
Ambos sistemas están enfocados en la intervención (es decir, la actuación una vez que el problema se presentó); mientras que nuestra propuesta se enfoca fundamentalmente en la
prevención (detección anticipada de la propensión a la violencia escolar) para evitar que el problema se presente, y en su seguimiento una vez que este se presentó.

Fundamentación de la propuesta

El sistema experto (SE), también llamado sistema basado en conocimiento (SBC) o sistema experto basado en conocimiento (SEBC) es un programa diseñado para emular el trabajo de expertos en áreas específicas del conocimiento para la solución de problemas en dominios restringidos (Giarratano y Riley, 2001); utilizando una representación simbólica del conocimiento humano (Jackson en Morales y Sucar, 2014). Constituye un área de interés de la Inteligencia Artificial (IA).
La atención de la violencia escolar, reúne las características de situación en las que Castillo, Gutiérrez y Hadi (1996), recomiendan especialmente el uso de un SE, en tanto:
• el conocimiento es difícil de adquirir o se basa en reglas que solo pueden ser aprendidas de la experiencia;
• la mejora continua del conocimiento es esencial y/o el problema está sujeto a condiciones cambiantes;
• los expertos son caros o difíciles de encontrar; y
• el conocimiento de los usuarios sobre el tema es limitado.
Al proceso de construcción de un SE se le denomina Ingeniería de conocimiento. Respecto a las opciones de procesamiento tradicional, los sistemas de información basados en tecnologías de la información y sistemas de información (TI/SI), poseen como ventajas significativas la oportunidad, comparabilidad, claridad y confiabilidad; y las siguie ntes funciones genéricas:
• la recolección o captura y registro de datos;
• la clasificación o identificación y agrupamiento de datos en conjuntos homogéneos, así como su ordenamiento;
• la compresión o reducción del volumen de los datos sin disminuir necesariamente la información que suministran a sus destinatarios;
• el almacenamiento o conservación física de los datos con su adecuada protección;
• la recuperación o suministro de acceso a la base de datos en tiempo real;
• el procesamiento o transformación de entradas en salidas con la finalidad de convertir datos en información con valor y significado para el usuario;
• la transmisión entre distintos puntos geográficos distantes; y
• la exhibición o salida de información preparada de modo tal que resulte legible y útil a su destinatario. (Saroka, 2002)
Por otra parte, las teorías psicosociales y la psicobiología, sostienen que el problema de la violencia no es necesariamente social sino también psicobiológico; pues algunas conductas y propensiones conductuales son el resultado de las instrucciones dadas por el código genético humano, en concierto con algunas actividades del entorno (Beteta, 1999). El concepto de temperamento permite explicar el conjunto de diferencias individuales en la expresión de las emociones básicas primarias. Estas constituyen la serie de procesos que modulan un perfil emocional (Albores, Márquez y Estañol, 2003). El temperamento es relativamente, estable en el tiempo, pero puede verse modificado en sus manifestaciones por la influencia de su entorno (Izquierdo, 2002). En este contexto, el concepto de agresividad natural explica las conductas susceptibles de generar agresión y violencia como desviaciones del control social de la acción individual.
En términos psicológicos, la conducta violenta es una manifestación externa de una actitud, la agresividad o predisposición emotiva a la agresión, que precisa factores desencadenantes para concretarse en acción directa (Sánchez y Mosquera, 2011); las terapias correctivas y preventivas permiten moldear las propensiones a la agresión y a la violencia para evitar su desencadenamiento o, en caso que ya se haya presentado reducir la probabilidad de una nueva aparición (Salcedo, s.f.) Por lo anterior, de acuerdo con Albores-Gallo y otros (2011), la evaluación de la piscopatología asociada con la conducta de acoso es una estrategia obligada en la prevención.

2. Materiales y métodos

El SE « Sistema integral para la prevención e intervención en la violencia escolar (SISIPIVE). Versión 1.0 » se desarrolló siguiendo las ocho etapas de la Ingeniería del conocimiento sugeridas por Castillo, Gutiérrez y Hadi (1996):

1. Plantear el problema

El problema identificado consiste en la carencia de información actualizada, confiable y focalizada de apoyo para la prevención e intervención en el acoso y la violencia escolar y para la evaluación de los resultados de acciones y programas de atención.

2. Encontrar sistemas expertos

Esta fase contempló la identificación de los expertos con dominio del problema, de acuerdo a las características del sistema; los responsables de las áreas de atención psicológica, tutorías y médica del ITSAV, contexto institucional de creación.

3. Diseñar Sistema Experto

Esta fase tuvo por objetivo la adquisición del dominio del conocimiento de los especialistas y la revisión de la literatura existente para la determinación de variables de interés y su incorporación en el funcionamiento del SE (ver figura 1). Se identificaron los requerimientos del sistema y se seleccionó el Inventario de Rasgos Temperamentales (IRT) Thurstone como el medio para evaluar la propensión a la violencia.

Figura 1: Esquema de funcionamiento del SISIPIVE

Se diseñó el modelo relacional o esquema de base de datos (ver figura 2)

Figura 2: Modelo relacional del sistema

Se diseñó el diagrama de casos de uso que muestra la interacción de los actores con el sistema y las funciones de cada uno de ellos en el SISIPIVE (ver figura 3).

Figura 3: Diagrama de casos de uso

Se crearon los diagramas de secuencia y una vez terminados se presentaron para el visto bueno de los expertos.

4. Elegir Herramientas de Desarrollo

Se decidió realizar el SE en una plataforma web adaptable empleando las siguientes tecnologías: patrón MVC, lenguajes PHP y AngularJS, framework de hojas de estilo

Bootstrap, standar para intercambio de datos JSon y HTML5 (ver figura 4).

5. Construir Prototipo

Figura 4: Diagrama de componentes

De acuerdo con los requisitos previamente definidos en el diseño y con base en las tecnologías seleccionadas; en esta etapa se desarrolló el prototipo de SE, considerando tres tipos de usuarios administradores con privilegios diferenciados (psicólogo, médico y tutor), un usuario root o superusuario y un tipo de usuario interactivo autentificado alumno que se

registra con su matrícula (ver figura 5) para poder iniciar sesión en el SISIPIVE (ver figura

6) y responder los tests.

Figura 5: Interfaz de registro de usuario alumno

Figura 6: Interfaz de inicio de sesión de usuario alumno.

El SE traduce en puntos las respuestas proporcionadas por el usuario interactivo autentificado al IRT Thurstone; almacena la información en la base de datos y accede a ella mediante una consulta SQL (ver figura 7).

Figura 7: Consulta de los puntos obtenidos en cada rasgo temperamental.

La ejecución del algoritmo lógico que se presenta en la figura 8 hace al SE razonar las respuestas consultadas, con apoyo del dominio del conocimiento, para ofrecer como resultado una interpretación experta.

Figura 8: Fragmento del código que identifica si el alumno es propenso a violencia.

6. Probar prototipo

En esta fase se realizaron pruebas de revisión de código para descartar errores en la plataforma web. Se verificó que con base en el razonamiento lógico de los puntajes obtenidos en los siete rasgos temperamentales del IRT; el SE es capaz de ofrecer como resultado una interpretación experta de si la persona puede (ver figura 9) o no (ver figura 10) ser agresiva.

Figura 9: Interfaz resultados de una persona que puede ser agresiva

Figura 10: Interfaz resultados de una persona que no evidencia propensión a conductas agresivas

Para un segundo momento se programaron pruebas de rendimiento y se diseñaron las aplicaciones piloto en las que se espera obtener: tiempos de aplicación, identificación de errores y dudas, y una evaluación subjetiva del desempeño del SISIPIVE.

Es importante considerar que el rendimiento de un SE se basa en la cantidad y calidad del conocimiento de un dominio específico y no tanto en las técnicas de solución de problemas (Morales y Sucar, 2014).

7. Refinamiento y Generalización

A partir del análisis de los resultados de las pruebas piloto, en esta etapa se realizarán los ajustes necesarios para optimizar el funcionamiento del SISIPIVE.

8. Mantenimiento y Puesta al día

Esta etapa comprenderá la resolución de problemas o dudas asociadas al uso del SISIPIVE, el ofrecimiento de soporte técnico y una actualización permanente del sistema de acuerdo a los avances tecnológicos que se presenten.

3. Resultados y discusiones

Como resultado se obtuvo un SE de tipo asistente inteligente de un especialista humano que permite identificar la propensión a la violencia en centros escolares de educación superior. Con base en la tipología propuesta por Amador (1996), según su configuración el SE se define como independiente, de acuerdo a la tarea que ejecuta es de interpretación, y según el ámbito de su aplicación es de Gestión y Administración.
En su base de conocimiento, el SE combina los conocimientos de la experiencia acumulada de la Psicología, concretamente del Inventario de Rasgos Temperamentales (IRT) Thurstone. Permite descubrir la disposición congénita en el individuo para responder de manera uniforme a un determinado tipo de estímulos o para reaccionar en forma más o menos idéntica en presencia de situaciones que juzga como análogas. Los rasgos que son relativamente estables en cada persona, excluyendo aquellos que reflejan influencias sociales recientes, nuevas experiencias perturbadoras o las que resultan del dominio de la propaganda (Manual moderno, 2017).

4. Conclusiones

El SISIPIVE permite la identificación temprana de conductas violentas y evaluar el clima educativo usando como instrumentos tests interactivos a base de escalas. Constituye una estrategia de intervención institucional de valor agregado respecto a su tratamiento tradicional, pues además de cumplir los requerimientos de información actualizada, confiable y focalizada; permite un manejo eficiente de la información y sistematizado, con oportunidad, comparabilidad y claridad. Debido a estos beneficios, constituye un insumo estratégico para apoyar la toma de decisiones para la generación de acciones y programas para la atención micro y macro institucional de la violencia y el acoso escolar.
El SISIPIVE constituye una herramienta de apoyo para el cumplimiento de las obligaciones administrativas de los centros escolares de educación superior en el combate a la violencia y acoso escolar; en particular para la operación de los Centros de Mediación Escolar, o de las
áreas de atención psicopedagógica; en tanto, permite obtener información diagnóstica para ejecutar acciones de prevención e intervención para generar ambientes libres de violencia y climas educativos que favorezcan una educación integral de los jóvenes.
En conclusión, la gestión de la atención a la violencia escolar a través del SISIPIVE permite la recolección, clasificación, compresión, almacenamiento, recuperación, procesamiento, transmisión y exhibición de los datos recabados de la comunidad escolar y su manejo con oportunidad, comparabilidad, claridad y confiabilidad, y facilita con ello el cumplimiento de las responsabilidades conferidas por la normatividad vigente a los centros escolares y a las autoridades educativas.

Agradecimientos

Los autores agradecen el apoyo logístico y financiero del Tecnológico Nacional de México
(TecNM), para la realización del proyecto que dio lugar a este artículo.

REFERENCIAS

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Jurisprudencia

BULLYING ESCOLAR. ESTÁNDAR PARA ACREDITAR LA NEGLIGENCIA DE UN CENTRO ESCOLAR. Libro 24, Noviembre de 2015, Tomo I. Materia(s): Constitucional. Tesis: 1a. CCCXXIII/2015 (10a.). Página: 955. Esta tesis se publicó el viernes 6 de noviembre de 2015 a las 10:30 horas en el Semanario Judicial de la Federación.
BULLYING ESCOLAR. LOS CENTROS ESCOLARES TIENEN LA CARGA DE LA
DEBIDA DILIGENCIA. Libro 24, Noviembre de 2015, Tomo I. Materia(s): Constitucional, Civil. Tesis: 1a. CCCXXXI/2015 (10a.). Página: 958. Esta tesis se publicó el viernes 6 de noviembre de 2015 a las 10:30 horas en el Semanario Judicial de la Federación.
DEBERES DE LOS CENTROS ESCOLARES FRENTE AL BULLYING ESCOLAR.
Libro 24, Noviembre de 2015, Tomo I. Materia(s): Constitucional, Civil. Tesis: 1a. CCCXXXII/2015 (10a.). Página: 962. Esta tesis se publicó el viernes 6 de noviembre de 2015 a las 10:30 horas en el Semanario Judicial de la Federación.