Desarrollo de plataforma de educación a distancia

El sistema eLearning para estudiantes con aplicaciones web, iOS y Android

Desafío

Nuestro cliente quería desarrollar e implantar una plataforma de aprendizaje en línea para alumnos de primaria, secundaria y bachillerato. El mayor reto era la falta de un sistema estable y fiable para impartir lecciones escolares en línea.

Nuestro cliente recurrió a Innowise para externalizar la ingeniería e implantación de la plataforma y optó por el modelo de desarrollo de software llave en mano. Según el objetivo del proyecto, la solución debía convertirse en parte integrante del proceso educativo de más de 200 escuelas públicas.

Dentro del proyecto, nuestro equipo debía:

Cree una plataforma web interactiva de streaming con ricas funciones para impartir clases en línea;
Cree iOS y Android compatibles con una amplia gama de dispositivos;
Garantizar el buen funcionamiento y la alta disponibilidad del sistema mientras lo utilizan miles de usuarios al mismo tiempo;
Proporcionan un almacenamiento seguro de los datos de los usuarios en servidores locales y protección contra vulnerabilidades.

Solución

Innowise ha desarrollado desde cero una plataforma educativa en línea. La plataforma ofrece a profesores y alumnos aplicaciones web y móviles fáciles de usar y diseñadas para clases en línea.

Para acceder al sistema, hay que pasar el proceso de registro, iniciar sesión y elegir el idioma de la interfaz. Al registrarse, cada usuario obtiene un rol, que define la disponibilidad de funciones y datos específicos de la app.
Existen 4 roles de usuario en la plataforma:

Admin
Profesor
Estudiante
Invitado

Dentro de la plataforma de enseñanza a distancia, los profesores disponen de múltiples herramientas para crear, programar y dirigir lecciones en línea. A través de la pestaña de calendario, pueden crear lecciones, programarlas, seleccionar la asignatura, especificar el tema de la lección y asignar clases o alumnos concretos a la lección. Todos los usuarios asignados a una lección reciben notificaciones en cuanto se crea la lección en el sistema. Los profesores pueden enviar enlaces de invitación a padres, alumnos y supervisores.
La plataforma de enseñanza a distancia se basa en la tecnología de videoconferencia. A través de las pestañas del horario personal, los usuarios pueden unirse a las clases que tienen asignadas. Si un alumno tiene problemas técnicos con la cámara o el micrófono, aparece un icono de alerta junto a su perfil. A lo largo de la clase en línea, los usuarios pueden enviar archivos y datos multimedia, compartir sus pantallas, levantar la mano y utilizar la pizarra virtual. Los profesores tienen derechos especiales definidos por su rol de usuario en el sistema:

Silenciar a los alumnos
Invitar a los estudiantes a hablar
Gestionar la pizarra virtual
Crear y realizar pruebas
Asignar calificaciones
Asignar deberes
Gestionar el libro de clase electrónico

En la pizarra virtual, profesores y alumnos pueden escribir, pintar, insertar fórmulas, añadir formas, pegar adhesivos, cargar archivos y utilizar un puntero. Durante la lección, los usuarios pueden añadir varios tableros, cambiar su color de fondo, eliminar elementos y guardar tableros en la ficha de la lección.

Los profesores también tienen acceso al constructor de tests que permite crear tests de cualquier complejidad. Estas pruebas pueden utilizarse para el control de conocimientos o asignarse como deberes. El constructor admite distintos tipos de preguntas: preguntas sencillas, preguntas de opción múltiple, preguntas abiertas con cuadros de comentarios y tareas para determinar el orden de eventos especificados o encontrar las combinaciones correctas. Los profesores pueden establecer un límite de tiempo y el número de intentos para superar la prueba. Las respuestas de los alumnos son comprobadas automáticamente por el sistema y el profesor tiene acceso a estadísticas sobre los resultados de la prueba.

Tecnologías y herramientas

Back-end

Java...Mapstruct, Spring (Boot, Core, MVC, Datos, Seguridad), PostgreSQL

Front-end

AngularTypeScript, NgRx, RxJS, Material UI

Mobile

Kotlin, SwiftKurrento, WebRTCWebSockets

JUnit

Integraciones

Servicios de distribución de SMS y correo electrónico

Proceso

Durante la fase de Descubrimiento, nuestros analistas de negocio han estudiado los requisitos de las partes interesadas para determinar el alcance del proyecto, la funcionalidad básica para lanzar versiones MVP y el conjunto completo de características. Hemos construido la arquitectura del sistema de aprendizaje a distancia y seleccionado las tecnologías óptimas para su posterior ampliación. Todo ello se incluyó en el archivo Visión y Alcance para el cliente.

Nuestros PM y desarrolladores se han ofrecido a utilizar la pila tecnológica más adecuada:

Java 11
Angular
Spring Cloud Gateway
Configuración de Spring Cloud
Vault, Spring Data
Spring Security
Lombok
MapStruct (para convertir los datos)
WebFlux (para integrarse con otros microservicios y API de terceros)
Conformidad con OWASP TOP 10 (+ OWASP ASVS)
Conformidad con TLS
Integración con Kafka

Para alojar la plataforma, nos decidimos por PostgreSQL como SGBD ligero, rápido y multifuncional. Para almacenar y almacenar en caché los metadatos de las lecciones, propusimos utilizar la base de datos Redis.

La plataforma de aprendizaje en línea se basa en la arquitectura de microservicios. Cada componente lógico se expone como un microservicio Spring Boot independiente con su repositorio, conjunto de módulos, pruebas de integración, configuraciones de seguridad y canal de despliegue. Este enfoque mejora todo el ecosistema de software y lo hace más flexible y estable.

La plataforma es resistente a las vulnerabilidades OWASP TOP 10, mientras que las conexiones están protegidas según los protocolos TLS y SRTP. También se aplicaron las siguientes medidas de seguridad:

Los datos personales sólo se almacenan de forma encriptada
Los derechos de acceso están estrictamente delimitados
El tratamiento de datos cuenta con el consentimiento de los padres de los alumnos

Equipo necesario

Desarrolladores de Java

Desarrolladores de JavaScript

Desarrollador Kotlin

Desarrollador Swift

Diseñadores UI/UX

Business analysts

Jefe de proyecto

Ingenieros QA

Ingeniero DevOps

Resultados esperados

La plataforma de enseñanza a distancia resultante ya está integrada en el proceso educativo de cientos de centros de enseñanza primaria, media y secundaria. La solución cumple con éxito su principal objetivo de ayudar a estudiantes y profesores a pasar sin problemas a la enseñanza a distancia y llevar a cabo procesos educativos durante las restricciones de la cuarentena.

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