Nuevos desarrollos en tecnologías educativas: juegos serios y analíticas de

aprendizaje

Baltasar Fernandez-Manjon balta@fdi.ucm.es , @BaltaFM

e-UCM Research Group , www.e-ucm.es

Cátedra Telefónica-Complutense Educación Digital y Juegos Serios

II Jornada de Innovación y Tecnologías Educativas de la ETSI Informática de la UNED, 21 Abril 2016

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Sobre mi y e-UCM• Catedrático Fac. De Informática, Uni. Complutense

• Director de la Cátedra Telefónica de Educación Digital y Juegos Serios

• Grupo de investigación en tecnologías educativas• 12 investigadores

Temas actuales• Juegos serios (Serious games)

• Aplicación en el campo médico• e-learning y estándares educativos• Analíticas de aprendizaje (Learning analytics)• Humanidades digitales (juegos, teatro, danza)• Accesibilidad en juegos

Las tecnologías educativas se han generalizado y actualmente tienen mucha repercusión mediática

O, al menos, han pasado de la investigación a generalizarse en muchos aspectos y entornos de la educación e incluso de la vida

MOOCs: Cursos masivos abiertos on-line

Contenidos educativos de calidad en abierto

Un poco de historia: campus virtuales - LMSs

Campus Virtual: Universidad Complutense

UCM CAMPUS VIRTUAL

Número de estudiantes 81.218 (77.655 Moodle+17.150 Sakai)

Número de profesores 5.873 (3.577 activos)

Numero de departamentos 186 100%

Número de estudios 233 (78 GRA, 152 MAS, 53 DOC)

Número de centros 26 100%

Número de asignaturas 8.581 (6.394 virtualizadas)

(https://www.ucm.es/datos y cifras 2013 2014)‐ ‐ ‐ ‐

2001 – Iniciativas aisladas en algunos centros2003 – Proyecto piloto con 300 profesores (WebCT)2007 2009: de WebCT se pasa a Blackboard 6, Moodle y Sakai‐2011 – se abandona Bb y se potencia Moodle y Sakai2014 – se abandona Sakai y se apuesta por Moodle

Expectativas y realidades de las tecnologías educativas

• Frecuentemente las expectativas de las tecnologías educativas no se cumplen

• En muchos casos debido a una inadecuada implementación o despliegue

• ¿Rol del profesor?• Se introduce tecnología pero no se le proporcionan herramientas de ayuda

http://hypecycle.umn.edu/

Juegos Serios y gamificación

• Cualquier juego cuyo objetivo principal no sea el simple entretenimiento (Michael & Chen, 2006)

• Pero tienen que seguir siendo juegos!

• Aplicación de los juegos en muy diversos contextos• propósito educativo• concienciación social• Advertgaming

• Gamificación• Utilizar estrategias de juego en un entorno que no es un juego

¿Por qué el ejercito americano crea un juego gratuito? America’s Army

11 http://www.americasarmy.com/

America’s Army

12 http://www.americasarmy.com/

Juegos para la escuela: TreeFrog Treasure

13 http://play.centerforgamescience.org/treefrog/

Aprendizaje de Idiomas ¿juego o gamificación?

www.duolingo.com

Duolingo- Idiomas – Efectividad

Vesselinov, R., & Grego, J. (2012). Duolingo Effectiveness Study. City University of New York, USA.

https://www.duolingo.com/effectiveness-study

Juegos y educación• Los juegos son un mecanismo natural de aprendizaje

• Los humanos aprendemos comportamientos complejos jugando• E.g. habilidades sociales

• Permiten desarrollar aspectos deseables• Resiliencia• Persistencia• Tolerancia al fracaso• …………………

¿Por qué son motivantes los juegos ?

Desafío y conflicto Fantasía Ciclo de realimentación muy corto

Percepción de la progresión

Aumento progresivo de la dificultad

Exploración libre (y segura)

Objetivos de aprendizaje (Bloom)

18 http://www.celt.iastate.edu/teaching-resources/effective-practice/revised-blooms-taxonomy/

¿Es razonable utilizar videojuegos?

Margolis JL, Nussbaum M, Rodriguez P, Rosas R. Methodology for evaluating a novel education technology: a case study of handheld video games in Chile. Computers & Education. 2006;46(2):174–191.

Los beneficios de jugar con videojuegos

20 Granic, I., Lobel, A., & Engels, R. C. M. E. (2014). The benefits of playing video games. The American Psychologist, 69(1), 66–78. doi:10.1037/a0034857

eAdventure game platformEntorno de código abieto para la creación de juegos y simulaciones educativas

Estos juegos no requiren programación y es facil incluir características educativas (e.g. evaluación, analíticas de aprendizaje )

e-adventure.e-ucm.es

Explorando ahora como

portarlo a Unity3D

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eAdventure

educativo accesibilidad práctica idiomas

http://sourceforge.net/projects/e-adventure

médico

Metodologías de creación de juegos

http://www.chermug.eu

Visita al quirófano, UCMhttp://first-aid-game.e-ucm.es

ONT, educ@ONT

Evaluación del juego Primeros Auxilios

Se hacen dos sesiones “simultáneas” de grupos parecidos de alumnos (nivel y número de alumnos)

En una se utiliza el juego En otra explican los médicos

ExperimentoPequeña introducción y juego durante 50 minutos

Grupo de controlEl grupo de control atendió a una sesión práctica con dos médicos

expertos en emergencias

ResultadosPre y post tests para evaluar el conocimiento adquirido

0

2

4

6

8

10

Grupo controlGrupo experimental

p<0,001(entre grupos)

Pre-intervención Post-intervención

***

Momentos de evaluación

Punt

uaci

ón

p<0,001 (intragrupo)

p<0,001 (intragrupo)

juego

Eugenio J Marchiori, et al.  Education in basic life support maneuvers using video games. Emergencias,2012

Otros juegos nuestros: Checklist de quirófano• Mejorar la comprensión y aplicación del checklist

http://sourceforge.net/projects/e-adventure/files/games/checklist/

Checklist• Evaluación formative en la UCM y en MGH/Harvard• Evaluación final en 5 hospitales de Madrid (Clinico, 12 de Octubre,

Santa Cristina, Puerta de Hierro)• Buenos resultados preliminares (en publicación)

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Evaluación formal pre-post• La evaluación formal de

juegos es muy cara y compleja

• Pre-test• Post-test

• Pocos juegos se ha probado que son realmente efectivos

• Coste similar o incluso mayor al desarrollo del propio juego

• ¿Y si usamos técnicas de learning analytics para evaluar los juegos?

• Implicaciones para el diseño y desarrollo del juego

Analíticas de aprendizaje: mejora de los procesos de aprendizaje basado en datos

Analíticas de juego

Datos de uso

Aprendizaje

Objetivos educativos

Definición informal de analíticas de aprendizaje• Saber mas y entender mejor que es lo que sucede cuando se utiliza

tecnología aplicada a la educación de modo que se pueda mejorar dicho proceso

• Cuando se introduce una nueva tecnología o una nueva aplicación se modifica el entorno educativo

• Por ejemplo, los canales de comunicación, acceso al contenido, la forma de interactuar con los estudiantes

• Consiste en usar la propia tecnología para “mejorar” el proceso educativo que usa tecnología

Learning analytics is the collection and analysis of data generated during the learning process in order to improve the quality of both learning and teaching.

http://solaresearch.org/core/improving-the-quality-and-productivity-of-the-higher-education-sector/

Usos de analíticas de aprendizaje en juegos

• Probar el juego • ¿Fiabilidad del juego?• ¿Cuántos estudiantes acaban el juego?• ¿tiempo medio para completarlo?

• Evaluación del juego• De los test pre-post a una evaluación basada en analíticas de aprendizaje

• Ayuda en el despliegue de los juegos en la clase• Información en tiempo real para apoyo al profesor• Evaluación “sigilosa” y no intrusiva de los estudiantes • Saber que es lo que pasa cuando se despliega el juego en la clase

Analítica: Resumen de la clase

Lista de jugadores, alertas y avisos

Vista individual de un jugador

Implicaciones de LA para el diseño y desarrollo del juego

ProsocialLearn

RAGENo-one-

left-behind 3d-

Tune-In

BEACONING

XX XX

XXXX

XX

XX

XX

XXXX

XX

XX

EU H2020 proyectos de juegos serios

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H2020 RAGE propósito• Mejora de la industria de juegos serios en Europa

• Creación de un nuevo ecosistema• February 2015, 4 años, 20 socios, 9M €

• Transferencia de investigación a la empresa • Proporcionar nuevos recursos para lograr juegos mas avanzados a menor coste• Aplicación de técnicas de learning analytics

• Prueba en grandes pilotos• Mejora en empleabilidad de los jóvenes• Mejora en la formación (e.g. policía)

Realising an Applied Gaming Eco-System

RAGE GLA Arquitectura y código abierto

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Clients AA Applications

Games

Analytics Frontend

AAFrontend

Play

ers

Devs

, Stu

dent

s,

Teac

hers

.Ad

min

s

UsersRolesResourcesPermissionsApplications

Auth

entic

ation

Auth

oriza

tion

JWTJSON WEB

TOKEN

GamesSessionsResults

TopologyAnalytics Backend

GamesSessions

Collector

Results

Application 1

Application N

Kafk

a Q

ueueLRS

Se reutiliza APEREO Open LRS

H2020 BEACONING• BEACONING stands for ‘Breaking Educational Barriers with

Contextualised, Pervasive and Gameful Learning’ • Objetivo global es aprendizaje ‘anytime anywhere’

• Explotación de técnicas y tecnologías juegos contextuales, pervasivos y de gamificación

• En un enfoque de aprendizaje basado en problemas

• Aplicación de los resultados en entornos reales y pilotos de gran tamaño

• Learning analytics es un elemento clave en la evaluación de los pilotos • Se reutilizará la infraestructura de RAGE

www.beaconing.eu

Learning Analytics

Uso de los datos de interacción con distintos propósitos de evaluación • Evaluar el juego• Descubrir problemas de los usuariosSoporte de estándares• xAPI

Cytopathology Challenge

Objetivos

• Aplicación educativa para un curso de introducción a la citopatología en colaboración con

Harvard Med School y el Hospital General de Massachusetts (MGH)

• Entrenar personal residentes de Harvard y de paises del tercer mundo

Limitaciones

• Funcionamiento en tabletas Android de bajo coste (50$)

• Funcionamiento en navegadores web

• No tener necesidad de conexión wifi continua

• Presupuesto limitado

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Cytopathology Challenge

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2. Enviar trazas (xAPI)

1. Jugar Cytopathology Challenge

3. Analizar datos

4. Recuperar resultados

5. Realizar anális con distintos propósitos (evaluación de alumnos)

Conclusiones• Nuevas demandas sobre las tecnologías educativas

• Grandes expectativas (incluso a veces excesivas)

• Sistemas mas diversos y complejos• Sistemas de gestión de aprendizaje• Nuevas aplicaciones especializadas

• Nuevos modelos desacoplados• Modelo “lego” – distintos sistemas conectables

• Integración y explotación de datos • Learning analytics que tomen datos de distintos sistemas y se exploten de

forma conjunta para mejorar el proceso educativo