Juegos Serios en el Proceso de Aprendizaje
Serious Games in the Learning Process
Mayra Susana Albán Taipe1*, Diego Ávila Pesántez2, Luis A. Rivera3, Diana Olmedo Vizueta4 1 Universidad Técnica de Cotopaxi, Latacunga, Ecuador
2Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú 3 Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador
4 Universidad Estatal del Norte Fluminense, Rio de Janeiro, Brasil
Resumen
Este artículo presenta un análisis de revisión de trabajos científicos respecto a las metodologías consideradas en la creación de juegos serios en el contexto académico. Se analizó y discutió el contenido de los documentos seleccionados, para determinar las principales ventajas de cada uno de ellos. Como resultado de la investigación, se identificaron 43 documentos potenciales, comprendidos en el periodo 2009 – 2017, seleccionados de varias fuentes de información científica. El análisis de los documentos mostró como resultado, seis principios en los que se basan las metodologías aplicadas para el diseño de juegos serios, cuatro fases principales de desarrollo, y seis teorías educacionales aplicadas para la implementación de este tipo de juegos. Un hallazgo clave de la investigación, determina que se debe incorporar enfoques pedagógicos y terapéuticos en la fase de análisis y diseño de los juegos serios, que permita obtener un juego de calidad, y se utilice como una herramienta de apoyo en el proceso de enseñanza-aprendizaje de los estudiantes.
Palabras claves: juegos serios, juegos basados en el aprendizaje, metodologías para juegos serios, diseño de juegos serios.
Abstract
This article presents an analysis review of scientific papers on the methodologies considered in the creation of serious games in the academic context. The content of the selected documents was analyzed and discussed to determine the main advantages of each of them. As a result of the research, 43 documents considered as potential, included in the period 2009 - 2017, were identified from several sources of scientific information. The analysis of the documents resulted in six principles used for methodologies applied for the design of serious games, four main phases of development, and six educational theories applied for the implementation of this type of games are based. A key research finding determines that pedagogues and therapist
approaches should be incorporated into the analysis and design phase of serious games. This will be to have a high-quality game to be used as a support tool in the teaching-learning process of the students.
Keywords: serious game, games based on learning, methodologies for serious games, serious game design.
Introducción
Los Juegos Serios (JS), son juegos digitales utilizados con propósito educativo y pueden ser aplicados en un amplio espectro en áreas militares, gubernamentales, educativas y cuidado de la salud (Gómez-Rodríguez et al.,2011) y (Laamarti, Eid, & Saddik, 2014). En la actualidad, existen varios JS que se enfocan en resolver retos creados con resultados cuantificables, con el propósito de apoyar al proceso educativo, respecto a los ejes de aprendizaje e instrucción (Wouters, 2013). Con el avance de la tecnología, los escolares pasan más tiempo en actividades relacionadas a juegos (Homer, 2012) lo que constituye una oportunidad para que las nuevas estrategias aplicadas en la educación y entrenamiento, se apoyen con la implementación de este tipo de juegos. Existen varias investigaciones que han desarrollado juegos serios en el entorno educativo. En el trabajo de Connolly (2012), se analizó el proceso de ciclo de vida de ingeniería de software para el desarrollo de JS. Se determinó los impactos positivos respecto al aprendizaje, y se estableció que los aspectos cognitivos, conductuales, afectivos y motivacionales, mejoraron las actividades realizadas en el entorno del aula. Mientras que en el trabajo desarrollado por , presentó elementos motivacionales, interactivos, divertidos y multimedios del juego, que promueven el compromiso e
influyen directamente, en la motivación y el aprendizaje de los estudiantes. También, Cano (2016) indica que existen deficiencias en el diseño de JS, porque no relacionan el juego con el contenido educacional y los aspectos pedagógicos, que apoyan el proceso de aprendizaje. Sin embargo, en las limitaciones establecidas por los autores, resaltan que se debe definir estrategias adecuadas para la evaluación del juego que analice los resultados obtenidos.
Para la revisión sistemática de los trabajos, se aplicó la metodología propuesta por Brereton (2007), basada en convertir la necesidad de información a través de preguntas de investigación, para obtener evidencia que debe ser evaluada críticamente. Siguiendo la metodología antes expuesta para el proceso de búsqueda de documentos relacionados al tema de estudio se plantearon tres preguntas de investigación:
P1: ¿Cuáles son los principios establecidos por las metodologías aplicadas para el diseño de juegos serios?
P2: ¿Cuáles son las teorías educacionales consideradas en el diseño de juegos serios?
P3: ¿Cuáles son las fases consideradas en el diseño de juegos serios?
las metodologías y sus componentes considerados para el diseño de JS. El artículo está organizado en cuatro secciones, en la sección dos se describe la metodología para la revisión de trabajos enfocados al objetivo de este artículo. En la sección tres, se presenta los resultados de la investigación y su discusión, para finalizar con la sección cuatro, donde se muestran las conclusiones.
Principales aspectos considerados
para el diseño de los juegos serios
Se identificó como fuentes de información: journals y conferencias en un período de búsqueda comprendido entre enero 2009 – enero 2017. Una vez identificados los documentos, se realizó el análisis de los contenidos. Como resultado de la búsqueda, se identificaron 550 artículos relacionados
con el tema de estudio, de los cuales 43 fueron seleccionados por su relevancia y aporte en función de las preguntas de investigación. La clasificación de los documentos seleccionados se presenta en la Figura 1.
A partir de los documentos analizados, se da respuesta a las tres preguntas de investigación encaminadas a determinar los principios, teorías educacionales y etapas para el diseño de juegos serios.
P1: ¿Cuáles son los principios establecidos por las metodologías aplicadas para el diseño de juegos serios?
Se identificó siete principios en los que se basan las metodologías para el diseño de JS, los cuales contemplan aspectos educativos basados en enfoques del aprendizaje, tecnológicos y terapéuticos, los mismos que se muestran en la Figura 2.
En el principio de contexto cognitivo y contenidos educacionales existen varios aportes. El trabajo de Cano et al. (2016) propone una metodología para el diseño de juegos serios en la que se incluye actores, contexto de uso, perfiles de usuario y mecánicas del juego. En el mismo sentido, Mejía et al. (2011) define aspectos conceptuales del juego, diseño e interacción y evaluación del diseño. También, Carvalho et al. (2015) diseña un modelo conceptual que soporta una representación detallada y sistemática de los juegos educacionales en función de los objetivos pedagógicos.
De igual manera, Berzanilla (2014), presenta un enfoque de diseño de juegos serios basado en indicadores, descriptores para la definición de escenarios, actividades de aprendizaje y evaluación. Nadolski et al. (2008) plantea un método de desarrollo de juegos serios para potenciar las habilidades cognitivas complejas de los estudiantes de educación secundaria. Mientras que, Barbosa et al. (2014) aplica una metodología de diseño y desarrollo para juegos serios que facilita la integración de los contenidos educacionales. Se analiza este enfoque como una herramienta de apoyo a los desarrolladores para identificar aspectos del usuario y evalúan las características del juego en función de las destrezas de los niños. En el principio de roles de juego, se identifica el trabajo de Marias et al. (2012) en el cual se definen los aspectos para la validación de los programas de aprendizaje basados en roles de juego. El trabajo propuesto por Klapztein & Cipolla (2016) realiza un análisis de servicios de gamificación, en el cual se presenta el proceso de desarrollo de juegos serios a través de la una metodología basada en el principio de diseño de la acción. Autores como Saavedra et al. (2014) y Aslan & Balci (2015) y establecieron enfoques para el diseño de
juegos serios basados en el principio del ciclo de vida de software, el análisis de métodos, reglas integrados en recursos de aprendizaje digital y fundamentos de aseguramiento de la calidad en cada una de las fases para la implementación de juegos serios.
De igual manera, García, Genero, & Piattini (2015) presenta un modelo de calidad para juegos serios basado en los estándares ISO/ IEC 25010, que define las características generales del desarrollo del software, en dos enfoques producto y propiedades de uso. En el principio de notación gráfica y narrativa interactiva, el trabajo Tang et al. (2008) resalta la importancia que tiene este principio para el diseño de representaciones visuales como herramientas de aprendizaje. Finalmente, Szczesna, Tomaszek, & Wieteska (2012) aplica el principio de enfoque psicológico a través de patrones cognitivo conductual, que se basa en aspectos de la conducta y el comportamiento de los alumnos.
Al hablar de teorías pedagógicas, se puede considerar que el alumno crea el conocimiento a través del paradigma aprender haciendo. En el trabajo de Boots y Strobel (2014), se considera importante implementar estrategias pedagógicas en el diseño de juegos serios, debido a que permiten reforzar aspectos afectivos, motivacionales y cambios de comportamiento en los alumnos que influyen en la adquisición de nuevos conocimientos y mejoramiento de contenidos dentro de la temática del juego. Por otro lado, en el trabajo de Chan (2011) se muestra que, en la fase de análisis de los juegos, muchos objetivos podrían ser formulados, sin embargo, no todos deben ser incorporados en un solo juego. Los diseñadores deben sintetizar e implementar los objetivos claves, que permitan transformar la secuencia de interacción, basados en la acción del proceso de aprendizaje. Además,
se deben tomar en cuenta los aspectos de navegabilidad y flexibilidad. Esto permite al alumno tomar sus propias decisiones en base a sus necesidades académicas.
juegos serios, pero muestra que el factor de la calidad pedagógica es ignorado tanto por los diseñadores, como por los desarrolladores de este tipo de juegos educativos.
En el trabajo desarrollado por Carvalho et al. (2015) presenta un modelo conceptual basado en la teoría de la actividad que cubre las necesidades en el contexto educacional. Esto ayuda, a definir un conjunto de criterios que sirven como soporte en el proceso de diseño del juego que integra el sujeto y el objeto en un proceso de transformación mutua. Finalmente, el estudio llevado por Ibrain y Jaafar (2009) muestra que la motivación es un elemento fundamental para un aprendizaje exitoso basado en la teoría constructivista.
P3: ¿Cuáles son fases consideradas para la creación de juegos serios?
Según los trabajos desarrollados por Aktas y Orcum (2016); Barbosa et al. (2014); De Troyer y Janssens (2014); Eagle y Barnes (2012); Hall (2015); Iqbal, Machbub, y Prihatmanto (2015); Malliarakis et al. (2015); Nadolski et al. (2008) y Read, Sim, Gregory, Xu, y Ode (2013), se identificaron
cuatro fases que eran comunes para la creación de juegos serios, que inicia en el análisis y finaliza en la evaluación del JS. Estas fases fueron establecidas en base a principios generales del ciclo de vida de ingeniería de software, complementado con teorías educacionales y pedagógicas que sirvieron como herramienta de apoyo en la creación de juegos para promover el aprendizaje en los estudiantes, las cuales se presentan en la figura 4.
La fase de análisis, se identificaron seis actividades relacionadas al estudio de requerimientos, tomando en cuenta los escenarios, aspectos pedagógicos, contenidos de aprendizaje y lúdicos (Cano et al., 2016) y (Ferrer, Perdomo, Rashed, Fies y Quarles, 2013), las cuales se presenta en la Tabla 1. En la fase de diseño, se establecieron seis actividades relacionadas con el uso de recursos digitales necesarios para la creación de juegos serios, que incluyen ilustraciones en tercera dimensión, una estructura, objetos, sonidos y música que refleja las especificaciones de la arquitectura (Saavedra et al., 2014). Las mismas que se muestran en la tabla 2.
Tabla 1. Actividades de la fase de análisis.
Etapas
Principios aplicados al JS
Contexto educativo
Roles de juego
Diseño de acción
Ciclo de vida del software
Notación gráfica y narrativa interactiva
Enfoques psicológicos
Identificación
del Problema • Dzt • • •
Objetivos
Pedagógicos • • • • • •
Herramientas de
aprendizaje • •
Perfil del usuario/
jugador • • • • Dzt •
Experiencia
del usuario • •
Documento de
especificación • •
Tabla 2. Actividades de la fase de diseño.
Etapas
Principios aplicados al JS
Contexto educativo
Roles de juego
Diseño de acción
Ciclo de vida del software
Notación gráfica y narrativa interactiva
Enfoques psicológicos
Narrativa • • • • • •
Mecanismos de Juegos • • • • • •
Desarrollo de
requerimientos • •
Arquitectura • • • •
Prototipo de diseño • •
Documento de
Según Mariais et al. (2012), la fase de diseño debe integrar tres elementos para el sistema de juego: sintaxis, que describe la estructura de organización de los elementos del juego; la semántica que detalla el contenido y la interpretación de los elementos del sistema y la pragmática que define los puntos principales para el esquema de la jugabilidad. Las etapas con mayor frecuencia de uso son: la narrativa y mecanismos del juego. Por otro lado, en el trabajo de Klapztein y Cipolla (2016) se define la interrelación entre el contenido educacional y de entrenamiento. Este enfoque enfatiza la relación de los objetivos educacionales y los retos del juego, que se desarrollan de una manera implícita. Fase de desarrollo, se identificó 5 actividades, las cuales se detallan en la tabla 3, y están relacionadas con la descripción de requerimiento de herramientas y recursos
de software para la creación de juegos serios (Aslan y Balci, 2015) (Ibáñez, Marne, & Labat, 2011) y (Nadolski et al., 2008). Aslan y Balci (2015) determinaron que la plataforma, el software y las herramientas consolidan las interfaces del juego, a través, de personajes establecidos que permitan un aprendizaje interactivo, divertido, y fácil de utilizar. Para QDe Troyer y Janssens (2014) y Yusoff, Crowder, Gilbert, y Wills (2009) es importante determinar un lenguaje de programación de alto nivel adecuado a los requerimientos del programador, y la especificación del motor de juego.
Fase de validación, identificaron 5 actividades, que se relacionan con los objetivos educativos, la funcionalidad y la calidad del juego que se presentan en la tabla 4.
Tabla 3. Actividades de la fase de desarrollo
Etapas
Principios aplicados al JS
Contexto educativo
Roles de juego
Diseño de acción
Ciclo de vida del software
Notación gráfica y narrativa interactiva
Enfoques psicológicos
Programación del juego • • • • • •
Prototipo de aplicación • •
Aseguramiento
de la calidad •
Documento de
especificación •
Tabla 4. Fase de evaluación de juegos serios.
Etapas
Principios aplicados al JS
Contexto educativo
Roles de juego
Diseño de acción
Ciclo de vida del software
Notación gráfica y narrativa interactiva
Enfoques psicológicos
Validación de objetivos • • • • • •
Aseguramiento
de la calidad • • • •
Pruebas • • • •
Retroalimentación • • • • • •
Mantenimiento • •
Conclusiones
Se evidencia que los juegos, son un excelente medio para la experimentación en un entorno educativo, con nuevas representaciones y mecanismos de interacción. Con este argumento, los juegos serios trabajan como un contexto mental que se basan en reglas específicas que pueden ser utilizados en diferentes áreas del conocimiento. Debido a que el número de usuarios de juegos serios crece significativamente y su impacto social y educativo es alto, se realizó una revisión sistemática de trabajos, para analizar los aspectos relacionados a esta temática. Como resultado de este trabajo, se identificó seis principios en los que se basan las metodologías aplicadas a la implementación de juegos serios, que contemplan cuatro fases generales (análisis, diseño, desarrollo y validación), así como, seis teorías educacionales. Este conjunto de aspectos permite tener una visión amplia de los procesos de creación para juegos serios.
El uso de metodologías activas para el diseño de este tipo de juegos para el contexto educativo es ampliamente utilizado para el desarrollo de competencias de aprendizaje, que permiten
al estudiante adquirir habilidades y destrezas basadas en el juego, y pueden ayudar en el desarrollo motor, social, afectivo e intelectual en un entorno escolar. Con el análisis de este estudio, se identificó que un aspecto importante en la implementación de juegos serios es la conformación de un equipo multidisciplinario formado por: ingenieros de software, desarrolladores, diseñadores, pedagogos, psicólogos, terapistas, incluyendo al usuario final (estudiante). Esto permite compartir conocimientos, necesidades y objetivos que garanticen un desarrollo de los juegos serios significativos y exitosos.
En los trabajos desarrollados por Barbosa et al. (2011), Arnab et al. (2013) y Brezinka (2014) reportan la importancia de otros componentes como: las características del juego atractivo y divertido, y la narrativa razonable. Estos permiten cumplir con los desafíos establecidos en el juego, de acuerdo con las habilidades y el desarrollo de destrezas de los jugadores, potenciando una dinámica visual que contiene interactividad, diversión, reglas bien definidas, y retroalimentación inmediata, enfocados a los objetivos de aprendizaje.
Finalmente, los resultados de este estudio son importantes para el desarrollo de juegos serios de buena calidad, ya que analiza aspectos psicológicos, pedagógicos y terapéuticos (contexto educativo, roles de juego, diseño de acción, ciclo de vida del software, notación gráfica y narrativa interactiva, y enfoques psicológicos) que han sido explorados básicamente en la creación de juegos aplicados como una estrategia de aprendizaje.
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