Mejorando la evaluación de juegos serios mediante el uso de análiticas de aprendizaje

Resumen

Este trabajo de tesis propone el uso de analíticas de aprendizaje para mejorar la evaluación en videojuegos educativos o juegos serios. El trabajo aborda los requisitos necesarios en el diseño de juegos serios y la infraestructura y el modelo de análisis necesario para las analíticas de aprendizaje. Estos dos trabajos, combinados, marcan un camino para aplicar analíticas de aprendizaje a juegos serios de manera efectiva. Esta aplicación se fundamenta en proporcionar a profesores e instructores resultados de aprendizaje (o niveles de conocimiento) de sus alumnos tras interactuar con un juego serio. El proceso empieza por el diseño de un juego serio efectivo, capaz de capturar, a partir de las interacciones de los estudiantes, el proceso de aprendizaje. A partir de ahí, se define un modelo de captura de datos que recoja estas interacciones. Después, estas interacciones son analizadas para obtener resultados de aprendizaje y son mostradas a través de visualizaciones a los profesores e instructores, que pueden tomar acción a partir de ahí. El diseño de juego serios se aborda desarrollando una metodología que modela los aspectos fundamentales en el desarrollo e implementación de un juego serio, desde su concepción inicial a partir de objetivos educativos, pasando por su validación formal con usuarios expertos y terminando con el despliegue final, en el que los usuarios objetivo interactúan con el juego para lograr sus objetivos educativos. Esta metodología se ve acompañada, para cada uno de sus pasos, de las consideraciones necesarias para habilitar la evaluación automática del juego serio, y de un patrón de diseño destinado a estructurar la manera en la que los juegos serios presentan los contenidos educativos a sus jugadores. Por otro lado, este trabajo propone una arquitectura centrada en el análisis de interacciones procedentes de juegos serios, cuyo objetivo final es la evaluación de aprendizaje o la medida de conocimiento. Esta arquitectura hace énfasis en los pasos principales de cualquier proceso de análisis: captura y selección de datos, dónde se propone un modelo de interacciones capaz de representar las interacciones más comunes dentro de los videojuegos educativos; análisis, dónde se propone una aproximación para obtener resultados de aprendizaje, tomando como eje vertebrador el patrón de diseño propuesto en la metodología de diseño; y visualización, explorando las representaciones más beneficiosas a la hora de presentar los resultados de aprendizaje de los jugadores, y centrándose en los profesores como principales beneficiarios de las mismas. Finalmente, para que otros investigadores puedan reutilizar el trabajo desarrollado, se propone un proceso de estandarización para el modelo de interacciones de juego, y se implementa una especificación haciendo uso de la especificación xAPI. Este proceso, además de haber sido desarrollado teóricamente, ha sido aplicado parcial o totalmente a diferentes juegos serios que han sido utilizados en entornos educativos reales. Esta aplicación ha permitido iterar sobre el proceso, logrando una metodología final validada. En este trabajo se presentan los resultados de experimentos reales, llevados a cabo durante las diferentes fases del desarrollo del trabajo. En un primer experimento se probó una implementación inicial de la arquitectura de análisis, que sirvió para pulir el tipo de datos que quería capturarse. En un experimento posterior, se probó un juego serio desarrollado con las consideraciones necesarias para la evaluación de aprendizaje como principal objetivo. De esta prueba se obtuvieron los primeros requisitos de la metodología de diseño, así como una validación extra de la arquitectura de análisis. En el tercer experimento, se puso en práctica todo lo aprendido en los experimentos anteriores, completando la formalización de la metodología de diseño. El cuarto y último experimento se utilizó como prueba de concepto para el proceso de estandarización de la captura de datos.