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Aprender lógica combinacional jugando
Jesús Carlos Díez RiojaTrabajo Final de Máster
Universitat Oberta de CatalunyaBarcelona
Resumen El uso del juego, utilizado siempre en edades tempra-nas para motivar el aprendizaje, ha sido frecuente-mente estigmatizado en edades más avanzadas al serconsiderado una pérdida de tiempo. Sin embargo, enlos últimos años el fenómeno de la gamificación1 seha convertido en una tendencia metodológica con unaimportante presencia en las aulas. En primer lugar, eneste artículo se realiza una revisión del estado del artede la gamificación en ámbitos educativos utilizandotecnologías de la información y la comunicación(TIC) y se describen una serie de experiencias selec-cionadas por su carácter innovador. En segundo lugar,se analizan algunos casos donde la gamificación hasido utilizada para la enseñanza de la lógica inherentea los circuitos digitales y las puertas y funciones lógi-cas. Finalmente, se describe la experiencia llevada acabo en un instituto de Barcelona donde se ha utiliza-do una aplicación implementada ad hoc para enseñar,de una forma lúdica, contenidos de sistemas digitalesen el contexto de la asignatura de Tecnología Indus-trial del bachillerato.
Abstract Games have always been used to motivate learning atearly ages. But during teen years/adolescence, pla-ying games has often been stigmatized by being con-sidered a waste of time. However, the phenomenon ofgamification has become recently a methodologicaltrend with a relevant presence in the classroom. Inthis article, the state of art of gamification in educa-tional contexts, using Information and Communica-tion Technologies (ICT), is firstly reviewed and anumber of experiences are described as well, selectedaccording to their innovative traits. Secondly, somecases are analysed which harness gamification as ameans to teach logic gates and digital circuits. Fina-lly, this article aims at providing a description of the
1El término gamificación es un anglicismo que puede definirsecomo el uso de técnicas, elementos y dinámicas propias de losjuegos y el ocio en actividades no recreativas con la finalidad depotenciar la motivación y de reforzar la conducta para solucionarun problema o alcanzar un objetivo.
experience carried out at a secondary school in Barce-lona where a program has been implemented ad hocto teach, in a playful way, contents of digital systems.
Palabras claveGamificación, innovación educativa, videojuegos,competencias transversales, aprendizaje autónomo,tecnologías de la información y la comunicación, dis-positivos móviles, circuitos digitales, puertas lógicas.
1. IntroducciónLos juegos han acompañado a la humanidad desde
la antigüedad. Yacimientos arqueológicos demuestran[14] que el origen de algunos juegos de mesa se re-montan hasta el año 5780 a. C. En Mesopotamia, enlas tumbas reales de la ciudad de Ur, un arqueólogoinglés descubrió en 1922 un juego bautizado como“juego de las 20 casillas”, de una antigüedad de unos3000 años, utilizado desde la India hasta Egipto. Y enla Grecia clásica, por ejemplo, Aristóteles ya hablabade la importancia del juego en el crecimiento y desa-rrollo de los infantes. La relación entre el juego y lasociedad no es algo nuevo: desde los primeros que si-mulaban batallas, como el ajedrez (que era utilizadoen la Edad Media para enseñar estrategia militar) has-ta los videojuegos más modernos e hiperrealistas, to-dos ellos son consecuencia del tiempo en el que na-cieron y se desarrollaron. De hecho, la mayoría de losjuegos han nacido como un reflejo de la vida real.
A comienzos de los años 90 del siglo XX la indus-tria del videojuego aceleró la investigación académicasobre los juegos. Estas investigaciones descubrieronlos tipos de jugador, las motivaciones internas y losdisparadores psicológicos de las conductas compulsi-vas. Y, como parecía previsible, el avance en el cono-cimiento de los juegos, junto con el uso de las nuevastecnologías asociadas a técnicas de “engagement2”
2Engagement es un anglicismo que puede asimilarse acompromiso, implicación o esfuerzo voluntario por parte dealguien en un ámbito determinado. Una persona engaged estátotalmente implicada y entusiasmada en su actividad y cuandotiene oportunidad actúa de una forma que va más allá de losintereses de su organización.
propias de otros sectores, han acabado por llevar lagamificación al ámbito educativo. Según Capponeto,Earp y Ott [3] la consolidación de la gamificación enlas aulas, desde la educación primaria a la universita-ria, es una realidad. En su trabajo, donde revisan yclasifican, atendiendo a diferentes criterios, 120 artí-culos sobre gamificación publicados en diferentespaíses entre los años 2011 y 2014, afirman que se tra-ta de un fenómeno que está experimentando un rápidocrecimiento y aseguran que la adopción de técnicasde gamificación entre los docentes tiene como objeti-vos fundamentales aumentar la motivación y la impli-cación del alumnado en las actividades relacionadascon el aprendizaje, haciéndolas, en definitiva, másatractivas, cautivadoras y, en última instancia, efecti-vas. Se trata de técnicas que no solo han sido adopta-das en diferentes materias o asignaturas sino que tam-bién han servido para mejorar competencias transver-sales relacionadas con la capacidad de colaboración,la creatividad y el aprendizaje autónomo.
El aumento de artículos científicos relacionadoscon la gamificación en todo el mundo es una realidad.Un buen ejemplo es el libro electrónico “Gamifi-cação na educação” [8], publicado en Brasil en elaño 2014. A lo largo de casi 300 páginas y 10 capítu-los diversos especialistas explican conceptos relacio-nados con la gamificación en contextos educativos.Se analiza su uso como recurso para motivar al alum-nado y se exploran qué mecanismos y elementos delos juegos son aplicables al diseño de un servicio, unproducto o un proceso fuera de un contexto lúdico. Sereflexiona sobre la relación entre la gamificación y la“Teoría del Flow3” o de la experiencia óptima, ya queal capturar la gamificación la esencia de los juegos,las actividades gamificadas (donde aparecen metasclaras, desafíos, sentimiento de control o pérdida dela noción del tiempo) proporcionan un estado deFlow. Se analiza la gamificación aplicada al“e-Lear-ning”, se reflexiona sobre la importancia de los hilosnarrativos de los juegos, se investiga sobre la gamifi-cación en las redes sociales para generar conocimien-to con finalidades educativas o se proponen directri-ces para evaluar un juego.
Pero la revisión de trabajos sobre gamificación esuna tarea relativamente joven y existen, aún, pocosmarcos o “frameworks” teóricos de referencia, talcomo se explica en [9]. En este documento se revisan24 estudios empíricos con el objetivo de argumentarsi la gamificación realmente funciona. Estos docu-mentos, localizados en diferentes bases de datos (Sco-pus, ScienceDirect, EBSCOHost, Web of Science,ACM Digital library, AISel, Google Scholar, y Pro-quest) se desarrollaron en diferentes contextos, siendoel ámbito educativo el más común (concretamente3El Flow o experiencia óptima es un estado en el cual la persona seencuentra completamente absorta en una actividad para su propioplacer y disfrute, durante la cual el tiempo pasa rápidamente y lasacciones, pensamientos y movimientos se suceden sin pausa.
nueve trabajos). En los nueve se considera que la ga-mificación proporciona resultados positivos en el au-mento de la motivación y la implicación del alumna-do en actividades de aprendizaje. Sin embargo, se su-giere poner especial atención, ya que se consideranpuntos débiles, en las dificultades en el proceso eva-luador y en el propio diseño de los juegos.
En este sentido, debe tenerse presente que muchassoluciones gamificadas fracasan debido a que hansido concebidas mezclando elementos de aquí y deallá, sin un proceso de diseño claro y formal. La apli-cación de un marco de referencia en lo que respecta aldiseño es clave para garantizar el éxito de una solu-ción gamificada, y la comunidad es consciente deello: si se analizan el número de búsquedas en“Google Scholar” sobre los términos “gamification”,“design” y “framework” los resultados demuestran elcreciente interés hacia estos dos últimos términos, talcomo puede observarse en la figura número 1.
Conscientes de esta falta de marcos de referencia,los autores en [11] efectúan una revisión de diferentesframeworks y proporcionan valiosos detalles que re-sultarán, sin duda, de gran utilidad para desarrollado-res de soluciones gamificadas en diferentes ámbitos,incluido el educativo. Centran su atención en tres as-pectos fundamentales: el estado del arte del procesodel diseño en gamificación, el análisis de la relaciónentre los procesos de diseño de los juegos y de las so-luciones gamificadas y, en tercer lugar, la identifica-ción y clasificación de los diferentes frameworks queexisten actualmente.
2. Motivación
2.1. Gamificación, educación y TIC
En la actualidad, los estudiantes de escuelas, insti-tutos y universidades son nativos digitales. Han creci-
Figura 1: Búsquedas en Google Scholar. Elaboraciónpropia.
do utilizando las nuevas tecnologías y presentan nue-vas maneras y actitudes ante el proceso de aprendiza-je. Los docentes deben de hacer frente a nuevos retospara adaptar este proceso a unas nuevas necesidades ypreferencias. Deben de utilizar diferentes metodolo-gías para conseguir un alumnado participativo, moti-vado e implicado en su propio aprendizaje. Por lo tan-to, si se aplica una estrategia correcta al introducir unjuego dentro de un contexto educativo, aprovechandoprincipios de recompensa, estatus, interacción o com-petitividad, se fomentarán ciertas acciones del estu-diante incentivando un comportamiento determinado.Así mismo, actualmente el uso de dispositivos digita-les como ordenadores portátiles, tabletas o teléfonosinteligentes por parte del alumnado es imparable,como lo demuestran los últimos datos consolidados,del curso 2013-2014, proporcionados por la Subdirec-ción General de Estadística y Estudios del Ministeriode Educación, Cultura y Deporte4. Así, parece razona-ble pensar en la evolución natural de las TIC dentrodel aula hacia un aprendizaje basado en la gamifica-ción.
2.2. Revisión del estado del arte
Son incontables las experiencias de gamificaciónen las aulas, llevadas a cabo en distintos niveles edu-cativos, con el apoyo de las TIC. A continuación secitan algunas, seleccionadas por su cercanía geográfi-ca o por su carácter innovador, ordenadas desde la en-señanza primaria hasta la universitaria.
En Cataluña, concretamente en dos escuelas deprimaria de la provincia de Barcelona y una terceraubicada en la capital catalana, se llevó a cabo un estu-dio del impacto [5] en el uso de un juego digital deno-minado “Miquel Crusafont”, centrado en dar a cono-cer al personaje, situarlo en los sucesos contemporá-neos a él y explicar su legado, sus estudios y su traba-jo en paleontología. El área básica de trabajo era “Co-nocimiento del Medio Natural y Social” aunque habíaotras áreas relacionadas, como las matemáticas, laslenguas catalana e inglesa y la expresión visual yplástica. Durante el desarrollo de la experiencia, losdocentes destacaron que en la mayoría de actividadesla habilidad del alumnado era superior a la del profe-sorado, que los juegos educativos utilizados en el aulatienen que ser entretenidos y que deberían de adaptar-se perfectamente al nivel del usuario, permitiendo asíuna superación personal. La conclusión general esque los docentes apreciaron la potencialidad de unjuego de estas características para desarrollar compe-tencias dentro de las diferentes áreas curriculares yque utilizarían el juego en el futuro. También destaca-ron la dificultad de introducir un juego de estas carac-terísticas dentro del aula debido a que el currículoeducativo no contempla un tiempo para su uso. Ade-4Disponible en: https://www.educacion.gob.es/educabase/menu.do?type=pcaxis&path=/Educacion/Centros/Sice/Series&file=pcaxis&l=s0
más, se consideró que son necesarias metodologías ytécnicas específicas para que el profesorado puedaaplicar la gamificación en el aula, así como modelosque permitan evaluar las capacidades adquiridas porel alumnado.
Los mismos autores realizaron un estudio [6] so-bre el uso de videojuegos en las aulas. Su utilizacióncomo recurso educativo es coherente en el sentidoque favorece el desarrollo constructivo de habilida-des, conocimientos y actitudes. Cuando un videojue-go consigue la inmersión total del usuario, toda laenergía e interés de éste está focalizada en el juego.Se analizó la importancia de los videojuegos en con-textos educativos utilizando como caso de estudio elvideojuego “Monturiol el joc”. Orientado a estudian-tes de entre 10 y 12 años, el juego explica la vida deNarcís Monturiol, el célebre inventor catalán del pri-mer submarino tripulado con motor de combustión.Su estructura se divide en cuatro tipos de actividadesclasificadas en exploración, carreras, recolección deobjetos y juegos de preguntas. La fase de la acciónparticipativa tuvo lugar en cuatro escuelas del áreametropolitana de Barcelona, con la participación de60 usuarios. Los investigadores pudieron apreciar, eneste caso, el aprendizaje a través de encuestas antes ydespués del juego.
Ruth Contreras y José Luis Eguía, coautores de losartículos sobre “Miquel Crusafont” y “Monturiol eljoc”, también destacan la potencialidad de la combi-nación de dispositivos móviles y la gamificación através de videojuegos [7]. Los dispositivos móvilesson una solución que no está ligada a un espacio con-creto. Este hecho, unido a que los videojuegos cuen-tan con unas características bien definidas de jugabili-dad, donde el usuario se involucra en la realidad vir-tual en un grado determinado, hace pensar lo intere-sante que puede resultar que un estudiante se expon-ga, por voluntad propia, varias veces seguidas al rela-to, lo cual es muy beneficioso para la estrategia en laque la gamificación pretende implicar al alumno en elproceso de aprendizaje. Los autores se hacen eco dela numerosa literatura que muestra los resultados po-sitivos para el aprendizaje utilizando videojuegos yafirman que ayudan a desarrollar las habilidades so-ciales, aumentan el rendimiento escolar, las habilida-des cognitivas, la motivación, la atención, el pensa-miento complejo, la planificación estratégica y el tra-bajo en equipo.
En [13] también se constata, en términos generales,la mejora en el aprendizaje del alumnado al realizarprácticas colaborativas en torno a un videojuego. Laautora realiza una revisión sistemática del uso de vi-deojuegos como recurso educativo en la educaciónprimaria (alumnado de entre 6 y 12 años). Analizaocho experiencias, que cumplían los criterios de in-clusión, focalizadas de manera particular en el apren-dizaje colaborativo con una evaluación antes y des-
pués de la experiencia para constatar si el alumnadoconsigue aprender de manera significativa. Demues-tra que los videojuegos pueden ser utilizados para po-tenciar el aprendizaje y el trabajo colaborativo (encontraste con la idea generalizada de que los vide-ojuegos provocan el aislamiento de los jóvenes, espe-cialmente en el caso de menores) y que, en general, elalumnado consigue mejoras en el aprendizaje. Final-mente, se insiste en la importancia de establecer unametodología de evaluación pre i post experiencia paradeterminar en qué medida se alcanzan los objetivosestablecidos.
El uso del conocido videojuego Minecraft5 en con-textos educativos es analizado por tres investigadoresen [12]. Actualmente, Minecraft está siendo utilizadocomo recurso educativo en todo el mundo en diferen-tes materias para enseñar, por ejemplo, geometría es-pacial, sostenibilidad, lengua y literatura, habilidadessociales, informática, diseño digital, gestión de pro-yectos o química. Otras asignaturas, según los auto-res, susceptibles de ser gamificadas, para aprovecharel alto grado de entretenimiento de Minecraft, son laecología, la biología, la física, la geografía, el arte yla historia. Mojang, la empresa que desarrolla el vide-ojuego, proporciona apoyo al profesorado y aprove-chando la facilidad para modificarlo, se ha desarrolla-do la versión educativa MinecraftEdu, donde se inte-gran herramientas de gestión para facilitar el trabajode los docentes. Como consecuencia de esta actividadfrenética, se ha creado una comunidad mundial deprofesores (MinecraftTeachers) donde estos compar-ten sus experiencias.
El proyecto SIGMA [16], un recurso en línea paraayudar a estudiantes de Brasil a alcanzar competen-cias matemáticas haciendo uso de la gamificación es,también, otro buen ejemplo de la sensibilidad existen-te en todo el mundo hacia el uso de soluciones gami-ficadas utilizando las TIC. Se trata de una plataformainteractiva dirigida al alumnado de primaria y secun-daria con un doble objetivo: mejorar las competenciasmatemáticas del alumnado y facilitar el entrenamien-to de cara a la “Olimpíada Brasileira de Matemáticadas Escolas Públicas OBMEP”. Esta plataforma per-mite a los estudiantes resolver problemas selecciona-dos de forma aleatoria. El sistema de gamificación sebasa en la utilización de elementos motivadores ex-trínsecos como por ejemplo puntos, insignias, bonuso certificados de nivel con el objetivo de estimular alos estudiantes. En definitiva, se trata de una iniciati-va para incentivar a los estudiantes a convertirse enespecialistas de una determinada área de matemáticasy hacerlos más competitivos y colaborativos (hay,
5Los aspectos creativos y de construcción de Minecraft permiten alos jugadores edificar construcciones creadas por cubos contexturas en un mundo 3D. En el juego también se incluyen otrasactividades como, por ejemplo, la exploración, la recolección derecursos y el combate.
también, insignias para aquellos estudiantes que ayu-dan a otros)
La buena simbiosis entre gamificación y las TICdestaca en la experiencia llevada a cabo [15] con ungrupo de 29 estudiantes de un centro de secundariadel sureste de Malasia. En este caso, fueron las cien-cias experimentales la asignatura elegida. Antes deaplicar la gamificación se realizaron unos cuestiona-rios, preparados por profesores especialistas en cien-cias, a través de un pre-test. La experiencia tuvo unaduración de 8 semanas a lo largo de las cuales se utili-zó una plataforma en línea denominada Zondle. Loselementos de gamificación utilizados en torno a estoscontenidos fueron los puntos, las insignias y unranking de posiciones. Cada vez que un estudiantecompletaba una actividad (la participación era siem-pre voluntaria) ganaba puntos y el sistema actualizabael ranking. Después de la experiencia se realizó otrocuestionario para cuantificar el grado de alcance delos objetivos y una entrevista con cada alumno amodo de valoración cualitativa. Los resultados mos-traron que la combinación de tecnología y elementospropios del juego ayudaron a cambiar el comporta-miento de los estudiantes hacia el aprendizaje. Desdeel punto de vista cuantitativo y basándose en los re-sultados pre y post-test un 93,1% de los estudiantesmejoró los resultados.
El ámbito universitario, lógicamente, no es ajeno alfenómeno de la gamificación. En el libro electrónico“Gamificación en aulas universitarias” [4] se ofreceuna visión de la gamificación en las aulas universita-rias españolas a través de algunas experiencias y lasprincipales ideas generadas por un grupo de expertosen diferentes centros de Madrid y Barcelona. A lo lar-go de diversos capítulos se enfatiza en diferentes as-pectos del proceso de enseñanza-aprendizaje: la im-plicación y motivación del alumnado, la mejora quela gamificación puede suponer en el comportamientoy habilidades de los estudiantes, la mejora del procesode evaluación en contextos gamificados, el fomentode la competencia amigable entre el alumnado y, porsupuesto, la mejora en la adquisición de conocimien-tos.
Otro ejemplo del éxito de la gamificación en aulasuniversitarias es la experiencia [10] llevada a cabocon estudiantes de la asignatura de tercer año “Ges-tión de Procesos” del grado de “Ingeniería de Siste-mas Computacionales” de la Universidad de SanMartín de Porres, en Perú. La educación en las uni-versidades peruanas es compleja debido a que la ma-yor parte de los estudiantes trabaja y estudia de mane-ra simultanea, especialmente en los últimos años decarrera. Estos estudiantes acostumbran a tener proble-mas para asistir a algunas clases, participan poco enlos debates y muchos realizan sus actividades o pre-paran los exámenes pocos días antes de las fechas lí-mites. La mayor parte de ellos se limita a esforzarse
lo imprescindible para aprobar un determinado exa-men o entregar un trabajo sin profundizar, realmente,en el aprendizaje. Basándose en investigaciones sobregamificación aplicada, se puso en marcha un sistemade premios denominado PEX (“Points of Experien-ce”), donde a cada actividad le era asignada una de-terminada cantidad de puntos. Los resultados fuerondeterminantes, ya que la asistencia se incrementó del60 al 86%. La puntualidad experimentó un aumentoimpresionante, pasando del 10 al 79% y la participa-ción en los debates pasó del 15 al 47%.
En el contexto de la asignatura ”Multimedia Con-tent Production” del máster “Information Systemsand Computer Engineering” en el “Instituto SuperiorTécnico” de Lisboa, un grupo de investigadores [2]analizó la implicación de los estudiantes en cursosprevios y comprobó la baja participación en la plata-forma Moodle, la baja asistencia a clase y la falta deinterés por los materiales facilitados (medida a partirdel número de descargas, que era muy baja). Anteesta situación, y con la intención de aumentar la im-plicación y el interés del alumnado se decidió gamifi-car la asignatura, añadiendo algunos elementos ma-yoritariamente consensuados en contextos gamifica-dos como los puntos de experiencia (XP), niveles,rankings, retos e insignias. La metodología empleadaconsistía en premiar a los estudiantes a medida quefinalizaban con éxito una actividad y en implementaruna tabla con las clasificaciones donde se podían con-sultar los puntos obtenidos, ver las fotografías de losalumnos y el nivel alcanzado. Al finalizar la experien-cia se comparó, utilizando diversas métricas, este cur-so gamificado con la versión no gamificada del cursoanterior. Los resultados fueron muy positivos, ya quemostraban un claro aumento en el número de descar-gas de los materiales y, sobre todo, en la participaciónen los foros. El número de respuestas en los foros au-mentó un 511% y el número de nuevos hilos abiertosse incrementó un 845%, lo cual denotaba no tan soloun espectacular incremento en la participación sinotambién en la proactividad.
2.3. Jugando con la lógica combinacional
Una de les competencias que los estudiantes degrados relacionados con las telecomunicaciones, lainformática o la electrónica deben de adquirir es lacapacidad de análisis y síntesis de circuitos secuen-ciales y combinacionales. Los estudiantes se tienenque enfrentar desde sencillas implementaciones decircuitos con puertas lógicas básicas hasta la intrinca-da anatomía de los circuitos integrados y, a menudo,el aprendizaje de la lógica combinacional y secuen-cial no resulta trivial. En este contexto, al alumnado,frecuentemente, le cuesta ver la diferencia entre laelectrónica analógica y la digital a nivel práctico y sedeben de buscar estrategias para que entiendan, porejemplo, la finalidad de una tabla de verdad, o que las
variables de entrada en un circuito pueden ser unossensores y que la función de salida de la tabla puedesignificar la activación, o no, del receptor de un cir-cuito.
Es escasa la literatura especializada que haga refe-rencia al uso de la gamificación para enseñar lógicacombinacional o fundamentos de sistemas digitales.No obstante, existen algunas experiencias interesan-tes. Por ejemplo, los autores en [17] implementan unjuego, denominado MineCircuit (basado en el ya cita-do MineCraft) para enseñar circuitos digitales a estu-diantes de ingeniería electrónica. El diseño del juego,que se realiza a partir de un framework claro y biendefinido, se basa en tres principios: guían a los estu-diantes a través de retos de dificultad creciente (desdecircuitos básicos a puertas CMOS o TTL de tres esta-dos), combinan actividades de diseño de circuitos conaspectos del mundo real (por ejemplo, la distribuciónde agua desde un lugar más alto a uno más bajo seasimila a la manera de fluir de la corriente desde unnodo de potencial alto a uno de potencial más bajo) y,finalmente, la existencia de un hilo argumental desdeel inicio del juego.
Otra experiencia de la gamificación aplicada a laenseñanza de circuitos digitales es la implementadaen la Universitat Oberta de Catalunya, en el contextode la asignatura de Fundamentos de Computación,impartida a distancia y donde las tasas de abandonoson muy elevadas. David Bañeres explica en [1] laevolución del proceso. Uno de los recursos de la asig-natura es una herramienta de aprendizaje autónomodenominada VerilUOC para practicar ejercicios rela-cionados con el diseño de circuitos. Se trata de un re-curso que permite al alumnado adquirir los conoci-mientos necesarios para aprobar la asignatura. Con unprofesorado sensibilizado por las tasas de abandono,se decidió potenciar el uso de VerilUOC. Se comenzócreando un espacio WIKI como manual de referenciay un aula de laboratorio común con acceso para todoel alumnado pero, a pesar de que se observó un incre-mento en la actividad, su uso no se vio reflejado enlos resultados académicos. Se decidió, entonces, in-troducir elementos de gamificación para potenciar,por un lado, el laboratorio como aula donde compartirdudas sobre la resolución de problemas y, por otro,potenciar la implicación del alumnado en la asignatu-ra. Se comenzó con el diseño de dos retos relaciona-dos con la resolución de un conjunto mínimo de pro-blemas que proporcionaban unas recompensas extrasen las notas finales, pero el impacto fue mínimo. Serediseñaron y definieron de nuevo los retos, con dife-rentes niveles de superación, se mejoró la experienciade usuario y en una última fase se creó una competi-ción, donde el alumnado podía ver su posición en el“Hall of Fame6”, con la entrega de medallas de oro,6Anglicismo que hace referencia a un museo, recinto o listado depersonas establecido por cualquier institución para tratar de honrara aquellos con logros notables en un campo determinado.
plata y bronce. Los resultados obtenidos mostraronuna ligera mejoría en lo que respecta al abandono y eluso de la herramienta citada, aunque son preliminaresy es necesario analizar su progreso en el futuro.
3. La prueba de conceptoEn el instituto barcelonés Quatre Cantons del Po-
blenou, donde se imparte la asignatura de TecnologíaIndustrial, se ha llevado a cabo una experiencia degamificación con el objetivo de que los estudiantesaprendan y consoliden conceptos básicos de sistemasdigitales y lógica combinacional de una forma lúdica.En el diseño e implementación de la prueba de con-cepto se han tenido en cuenta tres aspectos:
• En primer lugar, la presencia de elementos co-munes (mayoritariamente consensuados según lodescrito en la revisión del estado del arte) en lassoluciones gamificadas como son los puntos deexperiencia, los niveles, los rankings y los retosde dificultad creciente. Se ha intentado tener pre-sente, también, las debilidades detectadas, espe-cialmente la aplicación de un framework quetenga muy en cuenta el tipo de alumnado y la ex-periencia de usuario para que los estudiantessean conscientes de su evolución en el procesode aprendizaje. En este sentido, la figura número2 sintetiza y representa visualmente lo expuestohasta ahora.
• En segundo lugar, el diseño centrado en el usua-rio a través de una serie de actividades colabora-tivas con los estudiantes relacionadas con el usode videojuegos.
• Finalmente, se ha optado por una metodologíaSCRUM, dada la necesidad de obtener resulta-dos a muy corto plazo.
3.1. La lluvia de ideas
A lo largo de siete días se realizaron un conjunto deactividades colaborativas, a modo de lluvia de ideas,con alumnado de 1º y 2º de bachillerato. Los vide-ojuegos, en general, les satisfacen porque les hacentomar decisiones en poco tiempo, y eso les gusta. Va-loran las situaciones que plantean retos asequiblespero que a la vez impliquen cierta complicación, queno sean triviales. Cuando fallan quieren seguir jugan-do para equilibrar la situación. En general, no consi-deran prioritarios los hilos argumentales, sino que lotrascendente son las oportunidades de volver a inten-tar lo que no se domina hasta conseguirlo. En definiti-va, aunque un juego no “explique una historia dema-siado interesante” se sienten cómodos en un entornoque controlan y gestionan y, si es posible, que tengapocas reglas o normas. Las jugadoras y jugadoresmás ocasionales valoran que los juegos sean rápidos,
Figura 2: Infografia: "La gamificación en el ámbitoeducativo". Elaboración propia.
intuitivos y que no exijan un alto grado de conoci-miento.
En los juegos también buscan el reconocimientosocial dentro del grupo. Son muy competitivos, lesgusta lucir los resultados que obtienen y ser admira-dos cuando ocupan las primeras posiciones en losrankings (aunque algunos han expresado que prefie-ren elegir personalmente si hacer pública o no su pun-tuación y su participación en un juego determinado) .Consideran imprescindible un feedback por parte deljuego para saber en todo momento dónde están y quéposición ocupan respecto al resto de jugadores. Final-mente, se puede afirmar que la relación que la mayo-ría tienen con los juegos acostumbra a ser vertiginosa:descubren un juego que les gusta, se “enganchan” yabusan durante un tiempo para después abandonarlopara siempre.
3.2. El juego
Se trata de una aplicación web en la que el alumna-do participante accede mediante un nombre de usua-rio (su nombre propio, aunque algunos estudianteshan preferido usar un alias) y una contraseña. Desdeel menú principal, el estudiante puede comenzar unnuevo juego, formado por cuatro ejercicios consecuti-vos (hay tres niveles de juego: inicial, intermedio yexperto), consultar la clasificación, donde aparecenlas 15 máximas puntuaciones obtenidas por los miem-bros participantes o consultar la evolución personal,que muestra el número de participaciones totales, lapuntuación acumulada, la media de puntos obtenidosy su nivel (bit, byte o kilobyte). Inicialmente, esta in-formación no es pública (tan solo el profesor puedeconsultar el ranking y la evolución personal del gru-po) y es decisión de los estudiantes mantener su pri-vacidad o mostrar sus resultados al resto del grupo.
La mecánica del juego es muy sencilla. Consiste enir implementando circuitos lógicos con las puertas ló-gicas facilitadas (no siempre se ofrecen las mismas)de manera que satisfagan la tabla de verdad, de dosvariables, proporcionada (en los niveles superiores,algunos ejercicios plantean una función lógica en vezde una tabla de verdad). Si se implementa un circuitocorrecto, el usuario obtiene 100, 125 o 150 puntos (a
los que se restan el número de segundos consumidosen implementar el circuito) dependiendo del nivel dedificultad.
Si el circuito implementado es incorrecto, se restan50, 75 o 100 puntos, también dependiendo del gradode dificultad y se proporciona la tabla de verdad delcircuito propuesto por el alumno comparada con larequerida, de manera que se puedan observar las com-binaciones incorrectas. Al superar un nivel determina-do, el estudiante tendrá la oportunidad de almacenaren la base de datos su puntuación. En este punto, sepodrá salir de la aplicación o volver al menú inicial einiciar un nuevo juego.
3.3. La implementación
La prueba de concepto se ha implementado utili-zando tecnologías HTML5, PHP, MariaDB y JavaS-cript. En la parte cliente (el navegador) se ejecutanlos scripts que comparan las soluciones propuestascon las tablas esperadas. Para ello se ha utilizado unframework desarrollado por Ville Karavirta y publica-do bajo licencia MIT. En el servidor se alojan los fi-cheros php con los diferentes ejercicios propuestos ydesde donde se controlan, también, las validacionesde los usuarios y las variables de sesión. También sealoja en el servidor la base de datos relacional quecontiene dos únicas tablas. En la tabla “clasificación”se almacenan el nombre de usuario, la fecha del ejer-cicio, la puntuación obtenida y el nivel correspon-diente. En la tabla “privacidad” se guarda la decisión
Figura 4: Circuito de nivel intermedio
Figura 5: Feedback con las tablas de verdad delcircuito propuesto y del requerido.
Figura 3: Menú principal
de hacer pública o no la clasificación o la evoluciónpersonal de un usuario (por defecto se define comoprivada), teniendo en cuenta que esta decisión puedeser modificada en cualquier momento
4. ResultadosUno de los grandes agentes motivadores en las so-
luciones gamificadas es el premio, ya sea ofrecido enforma de reconocimiento (como por ejemplo la apari-ción en las posiciones altas en la tabla de clasifica-ción) o en forma de recompensa . En este sentido, an-tes de comenzar a jugar, los estudiantes han sido in-formados de la recompensa que obtendrán. Quiencomplete, al menos, 4 juegos en cada uno de los tresniveles obtendrá medio punto extra en la nota finaldel trimestre. También se premiará con un punto extraen la nota final a quien obtenga una de las tres pun-tuaciones medias más altas habiendo jugado, al me-nos, doce veces.
Después de tres semanas de juego, tan sólo sieteestudiantes han completado el número mínimo departicipaciones necesarias para recibir la recompensa.De estos siete, una alumna prefirió centrarse en con-seguir la media más alta y tan sólo ha participado enlos niveles intermedio y experto, por lo que recibiráun punto de recompensa. Dos alumnos recibirán 1,5puntos: medio punto por completar, al menos, cuatrojuegos de cada nivel y un punto por haber registradolas segunda y tercera medias totales más altas. Final-mente, cuatro estudiantes recibirán medio punto derecompensa.
El resto (diez alumnos) no recibirán ninguna re-compensa al no haber completado el número de ejer-cicios mínimos requeridos. Quizás, el período vaca-cional navideño de dos semanas ha contribuido a supoca implicación en el juego.
5. Valoración de los estudiantesPara conocer la opinión de los estudiantes se ha im-
plementado un cuestionario formado por un primerbloque de preguntas cerradas de elección única (don-de la valoración de las mismas se realiza utilizando laescala de Likert , del 1 al 5) y un segundo bloque for-mado por seis preguntas abiertas. El primer bloque seha dividido, a su vez, en cuatro partes. En la primerase pretende conocer su interés general por los vide-ojuegos. En la segunda se persigue su opinión sobreel juego “Aprende lógica combinacional jugando”mediante preguntas relacionadas con la jugabilidad, laestructura, el aspecto, etc. La tercera parte está centra-da en averiguar el estado de ánimo de los estudiantesmientras juegan. La cuarta, finalmente, está concebi-da para valorar la opinión de los estudiantes respectoa la consolidación de contenidos de lógica combina-cional. Las preguntas abiertas permiten al alumnadoexpresar su opinión sobre los aspectos positivos o ne-gativos del juego, describir los problemas técnicosque hayan podido aparecer, sugerir, si lo estimanoportuno, alguna mejora en el juego o explicar el mo-tivo de mantener (o no) el anonimato en las listas declasificación.
6. ConclusionesEl aumento de artículos científicos relacionados
con la gamificación en las aulas de todo el mundo esuna realidad. Los docentes han percibido que susalumnos, nativos digitales, necesitan ser motivados eimplicados en su propio proceso de aprendizaje me-diante la incorporación de soluciones gamificadas ba-sadas en el uso de algo que les resulta tan familiarcomo son las TIC.
La mayoría de estas soluciones gamificadas inclu-yen una serie de elementos comunes y consensuadoscomo son los puntos de experiencia, los niveles, losrankings, las insignias y los retos. También empleanun conjunto de mecanismos eficaces: el uso de lasnuevas tecnologías, un feedback continuo que permitaa los estudiantes conocer su evolución a lo largo deljuego, el uso de hilos narrativos y, finalmente, tenermuy claro el tipo de alumnado al cual va dirigida lasolución gamificada. También se han detectado, esen-cialmente, dos debilidades. La primera está relaciona-da con las dificultades aparecidas en los procesosevaluadores, mientras que la segunda hace referenciaa la ausencia de frameworks que faciliten un diseñoclaro y formal de los juegos.
Los estudiantes que han participado en esta expe-riencia muestran un gran interés por los videojuegos(aunque los juegos colaborativos les interesan en me-nor medida), tienen ganas de aprender y mayoritaria-mente se consideran competitivos y triunfadores.
Figura 6: Número de participaciones después de 3semanas de juego
En cuanto al juego “Aprender lógica combinacio-nal jugando” consideran que es entretenido, fácil dejugar, de aspecto agradable, con un número de nivelesadecuado y que está bien organizado. Al parecer, elpaso de los segundos del cronómetro hace que unporcentaje elevado se sienta presionado, aunque notienen, en general, un sentimiento de frustracióncuando fallan. También afirman que han aprendidocon el juego, cumpliéndose sus expectativas, y que elfeedback proporcionado les ha resultado de utilidad.Mientras jugaban, según sus palabras, se han sentidoanimados, contentos y optimistas y tan solo un por-centaje muy bajo afirma haberse cansado y sentidoharto.
Casi la totalidad del alumnado que ha respondidoel cuestionario cree que el juego les ha ayudado aconsolidar los contenidos básicos de la lógica combi-nacional. Han aplicado teoremas del álgebra de Booley leyes de De Morgan para resolver algunos ejerci-cios y han entendido que un función lógica, una tablade verdad y un circuito lógico son tres maneras dife-rentes de representar la misma información.
Destacan la jugabilidad y la dificultad incrementalen los niveles como aspectos positivos del juego. Handetectado algunos problemas técnicos, como la nece-sidad de ser muy precisos a la hora de realizar las co-nexiones entre las entradas y salidas de las puertas ló-gicas y han apuntado algunas mejoras de diseño comopor ejemplo la posibilidad de consultar el número deveces que han jugado cada nivel y la puntuación obte-nida en cada caso (actualmente sólo pueden consultarlas 15 mejores puntuaciones y el número total de ve-ces que han completado el juego con la puntuaciónacumulada). Otro aspecto a mejorar, según su opi-nión, consiste en introducir cierta aleatoriedad. Eneste sentido, sugieren que dentro de un determinadonivel, exista la posibilidad de jugar diferentes ejerci-cios en diferentes sesiones. Finalmente, en lo que res-pecta a la privacidad, la mayor parte prefiere publicarsus resultados y poder comparar su rendimiento ypuntuación con la del resto del grupo.
Como trabajo futuro se prevén implementar, en elnivel experto, problemas de Tecnología Industrial si-milares a los planteados en las pruebas de acceso a launiversidad (PAU) en Cataluña. Se trata de problemasde sistemas digitales que representan un 25% de lacalificación total de la prueba y que presentan siem-pre la misma estructura: se plantea un problema cuyasespecificaciones pueden modelarse mediante tres va-riables binarias de entrada y una función lógica desalida; se solicita, en primer lugar, la tabla de verdaddel sistema, posteriormente la función lógica simplifi-cada y, finalmente, la representación del esquema depuertas lógicas correspondiente.
AgradecimientosQuiero agradecer la colaboración prestada por mis
alumnas y alumnos de la asignatura Tecnología In-dustrial de primero y segundo de bachillerato del Ins-titut Quatre Cantons del Poblenou. Esta experienciadocente no habría sido posible sin su ayuda.
También quiero agradecer a los profesores DavidBañeres y Montse Serra, directores de este TFM, susvaliosos consejos y sugerencias.
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Publicación del artículoA propuesta de los directores de este TFM, David
Bañeres y Monte Serra, el artículo será enviado a lasjornadas JENUI 2017, ya que consideramos que, porun lado, la experiencia docente pudiera tener un im-pacto razonable y, por otro, que dichas jornadas con-templan un apartado sobre educación secundaria don-de este proyecto podría tener cabida.