UIU juegos serios y analiticas de aprendizaje

Juegos serios y analíticas de
aprendizaje aplicadas a juegos
Baltasar Fernández-Manjón
Grupo e-UCM (www.e-ucm.es)
Universidad Complutense de Madrid
balta@fdi.ucm.es @BaltaFM
VI Escuela de Verano
Union Iberoamericana de Universidades
Buenos Aires, 18/10/2019

Cuando hablamos de juegos en clase nuestros
alumnos esperan esto ….
Pero la realidad es un poco diferente.

¿Juegos Serios?
• Cualquier juego cuyo objetivo principal no sea el simple
entretenimiento (Michael & Chen, 2006)
• Juegos con propósito educativo o de concienciación
• Aplicación de los juegos en muy diversos contextos
• Militar, medico, negocios
• Otros términos similares

The Uber game – Financial Times
https://source.opennews.org/articles/how-and-why-financial-times-made-uber-game/
https://ig.ft.com/uber-game/

https://www.gamified.uk/2016/04/21/simulation-breaks-free-game-thinking/

Fake news, trolls e influencers
https://getbadnews.com/

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)
Resistencia (a circunstancias adversas)

Motivación
Los videojuegos triunfan porque son motivantes
Los estudiantes motivados aprenden mejor
El mito de los 10 minutos de atención Engagement, Inmersión

Fantasía
¿Por qué motivan?
Aumento progresivo
de la dificultad
Ciclo muy corto de
retroalimentación
Desafío y conflicto
Percepción de
progresión
Exploración libre
(y segura)

El concepto de “flow”
Csikszentmihalyi, Mihaly (1997). Finding Flow: The Psychology
of Engagement With Everyday Life. Basic Books.
Chen J. Flow in games (and everything else).
Communications of the ACM. 2007;50(4):31.

“Flow” o experiencia óptima
 Actividad desafiante, presenta un reto que pone a prueba las
habilidades
 Combinación de acción y estado de alerta
 Objetivos muy claros
 Feedback immediato, directo
 Concentración en la tarea que se está
realizando
 Sensación de control
 Pérdida de la conciencia de uno mismo
 Percepción alterada del tiempo

Relación entre juego y aprendizaje
• Los buenos juegos siempre enseñan
• Nuevas mecánicas de juego
• Nuevos elementos
• Nuevas habilidades
(… y a veces lo hacen sin que el jugador se entere)
• Los juegos son capaces de enseñar cosas complejas
• El aprendizaje en los juegos es …
• … continuo
• … progresivo / incremental
• Cuando se deja de aprender, deja de ser motivante
El aprendizaje es un ingrediente fundamental de los juegos

Juegos para aprender
• Los juegos proporcionan un entorno muy adecuado para adquirir
o aplicar el conocimiento
• Entorno seguro
• No hay miedo a fallar
• Adecuado para enfoques educativos mas aplicados como
situated learning o authentic learning
• Práctica deliberada (Deliverate practice - Ander Ericsson)
• Objetivo educativo claro
• Un nivel adecuado e incremental de dificultad
• Práctica repetitiva con realimentación informativa
¿juego?

Ejemplo histórico: The Oregon Trail

The Oregon Trail
https://archive.org/details/msdos_Oregon_Trail_The_1990

Taxonomía del conocimiento de Bloom

Objetivos de aprendizaje
17 http://www.celt.iastate.edu/teaching-resources/effective-practice/revised-blooms-taxonomy/

Juegos como herramientas educacionales
• Los videojuegos pueden ser un instrument adecuado
para adquirir habilidades y capacidades como
• Reconocimiento y percepción espacial
• Desarrollo de la capacidad y atención visual
• Desarrollo de lógica inductiva
• Desarrollo cognitivo en aspectos científicos y técnicos
• Desarrollo de habilidades complejas
• Representación especial
• Descubrimento inductivo
• Construción de códigos icónicos
18 Aguilera M de, Mendiz A. Video games and education. Computers in Entertainment. 2003;1(1):10

¿Se puede hacer un juego motivador sobre
cualquier tema?
•Identificar un desafío inherente a la tarea que se
pueda aprender
•Reestructurarlo y replanificarlo de modo optimo con
unos objetivos, una reglas y una realimentación claras
•Probarlo e iterarlo para ver si funciona (o hasta que
funcione)
http://www.slideshare.net/dings/would-the-real-mary-poppins-please-stand-up-49259549/35-and_snap_the_jobs_a

Juegos Serios Enseñando Matemáticas
http://play.centerforgamescience.com/treefrog/cgs/

Juegos Serios Información sobre el cáncer
y su tratamiento

Juegos para “hacer el bien”
• Enfoques basados en juegos para resolver problemas
complejos de forma colaborativa
22
Play to Cure™: Genes in Space - a mobile game in which players collaborate to analyse real genetic data (Cancer Research UK, n.d.)
http://centerforgamescience.org/portfolio/foldit/
http://www.cancerresearchuk.org/support-us/play-
to-cure-genes-in-space

Aprender a programar en javascript (Google)

http://spaceplace.nasa.gov/menu/play/

Juegos educativos para el aula
• The Radix Endeavor
• https://www.radixendeavor.org
• MMOG que cubre temas
STEM
• Adaptado al curriculum y
contenidos del colegio e
instituto
• Herramientas para el profesor
• Configuración de la clase
• Asignación de “quest”

Juegos comerciales como herramienta educativa
https://www.historiayvideojuegos.com/

Juegos comerciales con versión educativa

Miller, J., Vázquez-cano, E., & Obligatoria, S. (2015). Exploring Application, Attitudes and Integration of Video Games: MinecraftEdu in Middle School. Educational Technology & Society,
18(3), 114–128.
Juegos comerciales con versión educativa

SERIOS
COMERCIALES
Juegos comerciales VS Juegos Serios
Ventajas
• Ilustran más temas de los que el
profesor se puede imaginar
• Muy entretenido
• Alta calidad gráfica
Ventajas
• Diseño enfocado en la educación
• Fácil de integrar en la clase.
Desventajas
• Valor pedagógico?
• Cómo usamos el juego en la clase?
• Su diseño no enfocado a la educación
• No posee herramientas de
control/monitorización
Desventajas
• Diseñados para escenarios educativos
concretos
• No poseen herramientas de
control/monitorización

¿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.

¿Quién juega con videojuegos?
• Es una de las actividades de entretenimiento mas popular
• Es una de las mayores industrias de contenidos
• Mucho mayor que la industria del cine
• USA
• 55% de la población juega con videojuegos
• 42% de ellos juegan por lo menos 3 horas por semana
•La edad media de los jugadores es de 35 años
• Mas del 70% de los niños y adolescents en EU y mas del 90% en USA
juegan con videojuegos
32
2015 Essential Facts About the Computer and Video Game Industry. Entertainment Software Association (ESA).
ISFE. (2014). GameTrack Digest : Quarter 3 2014. Retrieved from
http://www.isfe.eu/sites/isfe.eu/files/attachments/gametrack_european_digest_q3-14.pdf

Mala reputación → “Incitan a la violencia”
Visión negativa en los medios
• Noticias exageradas y con poca
base científica
Las noticias positivas sobre juegos
tienen poca repercusión
Juegos VS Cine
• Trato muy diferenciado a los mismos
tipos de contenidos
• En juegos, muchos padres ignoran la
recomendación de edad

Beneficios de los videojuegos
Granic, I., Lobel, A., & Engels, R. C. M. E. (2014). The benefits of playing video games. The American Psychologist, 69(1), 66–78

La tecnología
Coste elevado (en desarrollo y/o en licencias)
Falta de dispositivos donde ejecutar los juegos
Dificultad de despliegue
Juegos para distintas plataformas (Windows, Ios, Android…)
Herramientas y modelos colaborativos para la creación de videojuegos
Modelo BYOD (Bring your own device)
Tecnología HTML5

El rol del profesor
Subversión de autoridad (Alumnos saben más que el profesor)
Esfuerzo para el que no se siente preparado
Falta de dominio en las tecnologías
Evaluar el conocimiento adquirido por los alumnos
Estructurar el uso que se va dar el videojuego
Integrar el videojuego dentro de la asignatura

Tecnología y ciclo de vida de los juegosi

Repositorios de juegos serios
39
http://www.gamesforchange.org/
http://gameswithpurpose.org/

Repositorios colaborativos: gameclassification.com

Repositorios: https://seriousgames.online/

Lista de verificación final para juegos educativos
• ¿Funciona? (beta-testing – probarlo intensivamente,
incluyendo todos los caminos)
• ¿Es el contenido preciso y adecuado para el público al que se
dirige el juego? (revisión de contenido)
• ¿Es fácil de utilizar y fácil de aprender a jugar? (usabilidad-
navegación)
• ¿Es atractivo y motivante para el público al que se dirige?
(realismo, satisfacción)
• ¿Cuáles son los objetivos de aprendizaje? (aprendizaje)
• ¿Hasta qué punto son capaces los alumnos de alcanzar dichos
objetivos? (aprendizaje)
• ¿Están aprendiendo algo más? (aprendizaje)
• ¿Como se está realizando el seguimiento del alumno?
(evaluación)
http://simworkshops.stanford.edu/06_0626/pdf/Evaluating_serious_games.pdf

Diseño
• Tener claros los objetivos educativos
• Si son poco ambiciosos, mejor
• Diseñar una mecánica de juego
• Y cómo los objetivos se integran con ella
• Decidir cómo se miden los objetivos educativos
• Nunca olvidar que es un videojuego, y que tiene que ser
entretenido y motivador

Las editoriales producen juegos
http://www.mhpractice.com/

Realidad aumentada y juegos geolocalizados
• Muchas aplicaciones en distintos dominios tales como juegos
de ejercicios o enseñanza de la historia
45
https://www.ingress.com/
http://www.pokemongo.com/

Juegos y Realidad Virtual
• Nuevos juegos mas inmersivos
• Dispositivos para convertir el móvil en una plataforma de
realidad virtual
• Tambien de bajo coste

Nuevas Interfaces e interacción
Ahn, M., Lee, M., Choi, J., & Jun, S. (2014). A Review of Brain-Computer Interface Games and an Opinion Survey from
Researchers, Developers and Users. Sensors, 14(8), 14601–14633. doi:10.3390/s140814601

Analíticas de aprendizaje en juegos
Analíticas de juego
Datos de uso
Aprendizaje
Objetivos educativos
Freire, Manuel & Serrano-Laguna, Ángel & Manero, Borja & Martinez-Ortiz, Ivan & Moreno Ger, Pablo & Fernández-Manjón,
Baltasar. (2016). Game Learning Analytics: Learning Analytics for Serious Games. 10.1007/978-3-319-17727-4_21-1.

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/

Game Learning Analytics
Analíticas de aprendizaje
para juegos serios
- recolectar, analizar y
visualizar datos sobre las
interacciones de los
usuarios con un
propósito educativo
Realising an Applied Gaming Eco-System

Evaluación formal pre-post
• Learning analytics Off-line
• La evaluación formal de juegos
es muy cara y compleja
• Pre-test
• Post-test
• Muy pocos juegos se han
evaluado formalmente
• Se pueden lograr resultados
similares con la analítica de
aprendizaje que con los test
pre-post?
52

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
• Despliegue de los juegos en la clase
• Información en tiempo real para apoyo al profesor
• Evaluación “sigilosa” de los estudiantes
• Saber que es lo que pasa cuando se despliega el juego en la clase

xAPI Serious Games application profile
Nuevo perfil de aplicación para analíticas de juegos
implementada en Experience API (xAPI) por UCM en
Colaboración con ADL (Ángel Serrano et al, 2017).
Permite trazar en xAPI todo lo
que hace el usuario dentro
de los juegos (trazas)
https://www.adlnet.gov/serious-games-cop

Sistematizacion de las analíticas
Si las trazas se capturan en xAPI se pueden tener
análisis automáticos de forma automática
También se pueden crear análisis y visualizaciones
específicos para cada juegos

Analíticas: Visualizaciones orientadas a profesores
• Que el profesor sepa en tiempo real lo que está pasando cuando
despliega el juego en clase

Analíticas: Avisos al profesor
• Se avisa al profesor de aspectos que puede tener que tener en
cuenta para mejorar su actividad docente
• Alumnos que tienen problemas
• Alumnos que no siguen la actividad

¿Cuál es el rol de la tecnología educativa?
- Cada vez hay aplicaciones educativas mas sofisticadas
- Irrupción de nuevas tecnologías (IA, VR, AR, …)
- Poca integración de las herramientas en el flujo educativo
- Pero la formación del profesorado es básicamente la
misma
- Poca formación continua para adaptarse a los cambios
- Se espera ilusamente que los profesores sean capaces de
autoformarse y dominar la tecnología
- Se produce un uso poco eficaz de las herramientas

Tecnologia mas integrada y usable
- Integrar a los profesores y a los alumnos en el desarrollo de
las soluciones
- Co-diseñadas y evaluadas en entornos reales
- Las aplicaciones tienen que ser mas sencillas de integrar en el
flujo educativo
- Herramienta + Guías docentes
- Herramientas complementarias para los docentes
- El docente pueda entender que es lo que esta pasando cuando se
despliega la tecnología para poder hacer mejor su trabajo

Grupo e-ucm: proyectos
•Erasmus+ IMPRESS
•Videojuego Conectado para luchar contra el
cyberbullying
•Juegos de concienciación sobre igualdad
•uAdventure: Entorno de creación de juegos

http://www.chermug.eu
First visit to OR, with UCMhttp://first-aid-game.e-ucm.es
http://trasplant-game.e-ucm.es/

Proyecto Erasmus+ IMPRESS
• Improving Engagement of Students in Software Engineering
• Utilización de juegos serios y gamificación para mejorar la
enseñanza de la ingeniería del software
• Gamificación (Kahoot!)
• Juegos serios – FormalZ, CodeDefender
• Analiticas de juego
Socios del proyecto: OUNL y Utrech University (Paises Bajos),
Passau University (Alemania), Universidad de Lisboa
(Portugal), Universidad Complutense de Madrid (España)

public class Arithmetics {
public int abs(int x) {
if (x < 0)
return x;
else
return -x;
}
}
Attackers
public class TestArithmetics {
@Test
public void testAbs() {
Arithmetics a;
a = new Arithmetics();
assertEquals(1, a.abs(-1));
}
}
Defenders
public class Arithmetics {
public int abs(int x) {
if (x >= 0)
return x;
else
return -x;
}
}
Class Under Test
Score points for
surviving mutants
Score points for
effective tests
Equivalent Mutant Duels
no way! here is a
killing test! equivalent!
equivalent
!oh no! :(
Juego para aprender code testing
code-defenders.org

FormalZ : jugando con la formalización

Juego serio validado que sirva para concienciar:
● a jóvenes de 12 a 17 años
● sobre el acoso y el ciberacoso en la escuela
● uso en clase como herramienta educativa
● guía y reflexión posterior guiada por el profesor
Conectado:
● Pone al jugador en el rol de víctima
● Aumenta la empatía
● Recurso libre y gratuito una vez validado
● Código libre
Conectado: Concienciando Sobre el Acoso

Pruebas con +1300 usuarios en 11 institutos diferentes
● +1100 jóvenes de 12 a 17 años
● +120 alumnos de carreras de educación
● +80 profesores de Instituto
Validando el uso de Conectado
Probado en muestra
representativa: diferentes
provincias y tipos de colegios
● Madrid
● Murcia
● Teruel
● Soria
● Zaragoza
● Cádiz
Validación mediante:
Experimentos Pre-Post
● Concienciación
● Uso de redes sociales
● Clima social en clase
Cuestionario de aplicabilidad y uso
Experimentos observacionales
Cuestionarios sobre la guía

Evaluación mediante Pre-Post (18 preguntas)
● 1109 alumnos con pre-post
● Media del Pre = 5.77
● Media del Post = 6.31
● Incremento significativo de +0.54 sobre 7
Experimento con grupo de control
(2 grupos 16 y 19 alumnos)
● Incremento significativo de +0.6 VS -0.2
Validación con jóvenes de 12 a 17 años
Antonio Calvo-Morata, Dan-Cristian Rotaru, Cristina Alonso-Fernández,
Manuel Freire, Iván Martínez-Ortiz, Baltasar Fernández-Manjón (2018):
Validation of a Cyberbullying Serious Game Using Game Analytics. IEEE
Transactions on Learning Technologies (early access), DOI:
10.1109/TLT.2018.2879354

Evaluación 84 profesores y 104 ECE
● Incremento pre-post de 0.4 sobre 7
● 99% lo ve como una herramienta aplicable en clase VS
1% que no
● 82% lo usaría en su clase VS 2% no lo usaría
● 87% cree que es una herramienta efectiva VS 1% que
no
Validación con (futuros) profesores
Antonio Calvo-Morata, Manuel Freire, Iván Martínez-Ortiz, Baltasar Fernández-Manjón (2019): Applicability of a cyberbullying videogame as a
teacher tool: comparing teachers and educational sciences students. IEEE Access, DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2913573

Creación y validación de una guía para profesores
Colaboración con experta educativa
Experimento profesores aplicando el juego
● Profesor con guía VS profesor sin guía
● La guía ayudó a aplicar el videojuego
Evaluación de la guía con 20 profesores
● Al 90% le gustó la guía y le pareció útil
Sesión de reflexión a partir de la guía en un
instituto llevada a cabo por la orientadora del
propio centro
Antonio Calvo-Morata, Concha García-Diego, Manuel Freire, Iván Martínez-Ortiz, Baltasar Fernández-Manjón (2019): Conectado in the classroom:
Applying a Video Game for the Prevention of Bullying at the School. 12th annual International Conference of Education, Research and
Innovation ICERI 2019.

Fomentando la igualdad con un juego serio
¿Cómo funciona el juego?
➢ Todos los jugadores juegan en el rol
de chica
➢ Juego en 1ª persona
➢ Diversos días de juego en los que
enfrentarse a varias situaciones que
fomenten la reflexión
➢ Diversos escenarios: instituto, casa
➢ Con la familia, los amigos y la pareja
Objetivo del juego
➢ Incrementar concienciación sobre
actitudes/situaciones de desigualdad
entre hombres y mujeres
➢ Jugadores de 12 a 16 años
➢ Juego como herramienta que
proporcione una experiencia común
para los alumnos
➢ Punto de partida para promover una
discusión posterior con el profesor
https://www.e-ucm.es/juego-igualdad/

Escenarios y situaciones en el juego
Casa y vida social:
➢ Amor no es control
○ Control por parte de la pareja
(forma de vestir, celos)
➢ Diferencias del trato a hijas e hijos
Colegio:
➢ Participación de mujer en deporte
➢ Profesiones y género (women in tech)

Personajes del juego: diversidad, co-creación
➢ Representan distintas actitudes
sobre la desigualdad entre hombres
y mujeres
➢ Queremos realizar experimentos en
colegios
➢ Posibilidad de co-creación de
nuevas situaciones

uAdventure: entorno creación juegos
Herramienta de creación de juegos
educativos de aventura gráfica point-and-
click
Sucesor de eAdventure (en Java)
Montados sobre Unity3D
Código abierto y gratuito
Integración de analíticas de juego
Juegos con trazas xAPI por defecto
Se pueden crear juegos geolocalizados

Game Development Platform: uAdventure

uAdventure: juegos serios geolocalizados
Analíticas geoposicionadas
- Saber como han jugado nuestros alumnos
Geolocalizar escenas del juego y acciones
- Dependencia de posición y orientación

77
Obrigado!
Gracias!
Questões
Preguntas?
• Mail: balta@fdi.ucm.es
• Twitter: @BaltaFM
• Sitio web www.e-ucm.es
• Publicaciones www.e-ucm.es/es/publicaciones/todas/
• GScholar: https://scholar.google.es/citations?user=eNJxjcwAAAAJ&hl=en&oi=ao
• ResearchGate: www.researchgate.net/profile/Baltasar_Fernandez-Manjon
• Slideshare: http://www.slideshare.net/BaltasarFernandezManjon

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