A pesar de la madura implantación del los títulos universitarios actuales en el marco del Espacio Europeo de Educación Superior, el paradigma del aprendizaje aún no ha transicionado completamente del aprendizaje basado en la enseñanza al propio aprendizaje, sustentado en la implicación del propio estudiante. La actual generación de estudiantes universitarios, nativos digitales, han crecido inmersos en un entorno digital de interconexión profunda. Las herramientas más clásicas para promover la motivación intrínseca tienen una menor efectividad para esta generación [Serrano and Fajardo, 2017], que otras herramientas digitales que forman parte de su día a día como son las aplicaciones de mensajería.

Por esta razón, en los últimos años se han propuesto estrategias basadas en las nuevas tecnologías de la información (TIC) para implementar la metodología de gamificación [Licorish et al., 2018; Marín Suelves et al., 2018; Martínez et al., 2019; Suárez-López et al., 2023]. Las iniciativas propuestas se centran en el desarrollo de aplicaciones específicas [Bartel and Hagel, 2014; Ibanez et al., 2014] o el uso de plataformas comerciales bajo licencia, como Trello, Kahoot! o Moodle [Mora et al., 2016; Pàmies-Vilà et al, 2022; Matsubara and Silva, 2017].

La mayoría de las propuestas se basan en plataformas no creadas para la gamificación, o plataformas de gamificación en el aula (como Kahoot! o Wooclap), por lo que los estudiantes se sitúan de un modo inconsciente en un entorno educativo durante su uso, lo que condiciona su predisposición a participar. El uso de aplicaciones de mensajería para implementar las dinámicas de gamificación se ha propuesto recientemente. Ong et al. (2021) proponen el uso de Telegram como plataforma de autoaprendizaje en ingeniería química, pero no aprovechan las capacidades de esta plataforma para incluir las mecánicas de competición [Herranz y Colomo-Palacios, 2012].

La finalidad fundamental del presente PIE es la evaluación de la eficacia de los sistemas de respuesta de estudiantes gamificados en aplicaciones de mensajería en el aprendizaje de los alumnos de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio, enmarcándose en la línea E2. Actividades de Gamificación de la convocatoria.

La propuesta fundamental del PIE es la gamificación a través de una aplicación de mensajería frente a otras opciones como pueden ser plataformas digitales de gamificación (kahoot!, wooclap) o formularios gamificados en Moodle). La utilización de este tipo de plataforma frente a las utilizadas habitualmente en clase se basa en dos elementos:

• Por un lado, permite modificar la actitud de los alumnos hacia la actividad, al trasladarla de una plataforma institucional y estática como Moodle a otra por la que los alumnos pueden sentir más afinidad emocional, facilitando favorecer la motivación intrínseca.
• Por otro lado, al tratarse de una aplicación con sincronización automática de notificaciones, permite iniciar actividades de modo asíncrono fuera del horario de clase, favoreciendo la implicación del estudiante con el aprendizaje más allá del horario de clase.

De entre las aplicaciones de mensajería más utilizadas en España [Statista, 2023] se ha seleccionado la aplicación Telegram por las siguientes características:

• Privacidad: Todos los datos son encriptados y su uso no permite difundir el número de teléfono personal, elemento fundamental para asegurar el control sobre este dato personal por parte de los estudiantes.
• Canales: Los canales de Telegram permiten la comunicación a grupos grandes manteniendo el control de la conversación, asegurando que los estudiantes no pueden abusar del sistema enviando mensajes a todos los participantes. Este componente sería el principal de la plataforma, a través de la cual se enviarían los desafíos.
• Grupos de conversación: Asociado a cada mensaje en el canal, se puede crear un grupo de conversación que permite el debate al respecto del desafío planteado y que no es notificado de modo colectivo salvo elección explícita del usuario (opt-in).
• Bots: Telegram permite la creación y configuración de bots, que son usuarios automatizados con todas las capacidades manuales de un usuario estándar (envío de mensajes, respuesta) pero también otras automatizadas (respuestas condicionadas a mensajes de los estudiantes, envío programado de mensajes).

La conjunción de estos elementos (dispositivos móviles, aplicación de mensajería de uso habitual entre los estudiantes, factor social de discusión y competición y automatización) permitirá diseñar e implementar un sistema de autoevaluación automático supervisado que el equipo proponente cree que tendrá un efecto muy positivo en la motivación de los estudiantes, mayor al conseguido con la plataforma institucional (Moodle) o las aplicaciones usadas en directo en el aula (koohat!, wooclap).

Referencias:

Bartel, A., Hagel, G., 2016. Gamifying the learning of design patterns in software engineering education. In: IEEE Global Engineering Education Conference, EDUCON, pp. 1158–1162. doi:10.1109/EDUCON.2016.7474534.

Bartle, R. (1996). Hearts, Clubs, Diamonds, Spades: Players Who Suit MUDs. Disponible en: https://mud.co.uk/richard/hcds.htm (Fecha de consulta: 10/11/2023)

Herranz Sánchez, E., Colomo-Palacios, R., 2012, La Gamificación como agente de cambio en la Ingeniería del Software, Revista de procesos y métricas de las tecnologías de la información, ISSN 1886-4554, Vol. 9, Nº. 2, 2012, págs. 30-56

Ibanez, M.-B., Di-Serio, A., Delgado-Kloos, C., 2014. Gamification for engaging computer science students in learning activities: a case study. IEEE Trans. Learn. Technol. 7 (3), 291–301. doi:10.1109/TLT.2014.2329293

Licorish, S.A., Owen, H.E., Daniel, B., George, J.L., 2018. Students’ perception of Kahoot!’s influence on teaching and learning. Res. Pract. Technol. Enhanc. Learn. 13 1 , 9. doi:10.1186/s41039-018-0078-8

Marín Suelves, D., Vidal Esteve, M.I., Peirats Chacón, J., López Marí, M., 2018. Gamificación en la evaluación del aprendizaje: valoración del uso de Kahoot! Marín, D., Vidal, Ma.I., Peirats, J., y López, M. (2018). Gamificación en la evaluación del Aprendiz. valoración del uso Kahoot! En REDINE (Ed.), Innov. Strateg. High. Educ. Spain (pp. 8-17). Eindhoven, NL Adaya Press.

Martínez, P.M., Gómez Carrasco, C.J., Fernández, J.M., 2019. Perceptions on the use of ict resources and «mass-media» for the teaching of history. a comparative study among future teachers of spain-england. Educ. XX1 22 2 , 187–211. doi:10.5944/educxx1.21377

Matsubara, P.G.F., Silva, C.L.C.Da, 2017. Game elements in a software engineering study group: a case study. In: 2017 IEEE/ACM 39th International Conference on Software Engineering: Software Engineering Education and Training Track (ICSESEET), (May), pp. 160–169. doi:10.1109/ICSE-SEET.2017.8

Mora, A., Planas, E., Arnedo-Moreno, J., 2016. Designing game-like activities to engage adult learners in higher education. In: Proceedings of the Fourth International Conference on Technological Ecosystems for Enhancing Multiculturality, pp. 755–762. doi:10.1145/3012430.3012603

Ong, J.S.H., Mohan, P.R., Han, J. Y., Chew, J.Y., Fung, F.M., 2021. Coding a Telegram Quiz Bot to Aid Learners in Environmental Chemistry. Journal of Chemical Education, 98, pp. 2699-2703, https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.1c00201

Pàmies-Vilà, R., Fabregat-Sanjuan, A., Puig-Ortiz, J., Jordi Nebot, L., Hernández Fernández, A., 2022. Aplication of a gamification learning system in mechanical engineering studies. A: SEFI 50th Annual conference of The European Society for Engineering Education. "Towards a new future in engineering education, new scenarios that european alliances of tech universities open up". Barcelona: Universitat Politècnica de Catalunya, 2022, p. 1427-1435. DOI 10.5821/conference-9788412322262.1158

Serrano, J.J., Fajardo, F., 2017. the ICT and gamification: tools for improving motivation and learning at universities, in: 3rd International Conference on Higher Education Advances, HEAd’17. doi:http://dx.doi.org/10.4995/HEAd17.2017.5286

Statista, accedido el 10 de noviembre de 2023. Servicios de mensajería instantánea más utilizados en España en 2022. https://es.statista.com/estadisticas/934626/servicios-de-mensajeria-instantanea-mas-utilizados-por-los-usuarios-de-internet-en-espana/

Suárez-López, M.J., Blanco-Marigorta, A.M., Gutiérrez-Trashorras, A.J., 2023. Gamification in thermal engineering: Does it encourage motivation and learning?, Education for Chemical Engineers, Volume 45, 2023, Pages 41-51, ISSN 1749-7728, https://doi.org/10.1016/j.ece.2023.07.006.

Mediante este proyecto de innovación educativa se pretenden alcanzar los siguientes objetivos:

OBJETIVO 1: Fomentar el aprendizaje autónomo de los estudiantes mediante gamificación fuera del aula

La propuesta de gamificación del proyecto incluye la mecánica de competición, con el objetivo de generar en los estudiantes una cierta adicción y compromiso, lo que se espera aumente la participación de los estudiantes frente a la gamificación en otras plataformas (como Moodle). 

OBJETIVO 2: Evaluar el efecto de la gamificación competitiva en la motivación intrínseca.

El efecto de la gamificación como motivador intrínseco en el proceso de aprendizaje será evaluado, incluyendo en la evaluación también la dimensión de la madurez de los estudiantes, mediante la comparación de los efectos en las titulaciones de grado y de máster.

Así mismo, se pretende incluir en la evaluación la dimensión del tipo de jugador: asesinos, socializadores, triunfadores y exploradores [Bartle, 1996].

OBJETIVO 3: Estudiar el nivel de satisfacción de los alumnos en la utilización de sistemas de gamificación competitiva.

La autopercepción del nivel de aprendizaje de los alumnos y su satisfacción con la metodología resulta una estimación indirecta del efecto de la gamificación en el proceso de aprendizaje, y permite así mismo establecer futuras mejoras en la actividad

La propuesta de PIE implica a las titulaciones de Grado de Ingeniería Aeroespacial y la de Máster en Ingeniería Aeronáutica y del Espacio de la ETSI Aeronáutica y del Espacio y tiene como alcance esperado aumentar el nivel de aprendizaje en la escala de Bloom mediante el aumento de la motivación intrínseca y los debates que se establezcan entre los participantes.

La propuesta, en caso de concesión, conduciría a una mejora de la calidad en los siguientes aspectos:

• Mayor motivación intrínseca de los estudiantes para abordar las asignaturas de Aeroelasticidad en ambos títulos.
• Mayor motivación del profesorado por retroalimentación de la motivación del alumnado.
• Fomentar la interacción entre el alumnado y el profesorado.
• Contribuir a dos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030:
  • ODS 4. Educación de calidad: Garantizando una educación inclusiva, equitativa y de calidad y promoviendo oportunidades de aprendizaje durante toda la vida para todos aplicado al entorno universitario asegurando una educación para la sostenibilidad.
  • ODS 5. Igualdad de Género: Asegurando la participación plena y efectiva de las mujeres y la igualdad de oportunidades de liderazgo a todos los niveles decisorios en la vida política, económica y pública.

De acuerdo con la convocatoria abierta, el desarrollo del proyecto tendrá lugar entre febrero y octubre del 2024 (incluidos ambos). Las fases y acciones por desarrollar durante dicho periodo son las siguientes:

Fase 1: Creación elementos del sistema en Telegram

En esta fase se realizarán las siguientes acciones:

• A01: Creación de un canal en Telegram asociado a las actividades gamificadas del proyecto, y un grupo de discusión.
• A02: Difusión de estos entre los alumnos de las asignaturas de Aeroelasticidad de la ETSIAE (tanto de grado como de Máster).
• A03: Configuración de un Bot en Telegram para asumir la automatización de las actividades gamificadas en la fase final del proyecto y en el uso del sistema de gamificación más allá del periodo de ejecución de esta convocatoria.

Los dos primeros elementos ya permitirán la realización de actividades gamificadas en modo no automático: las preguntas para cada actividad gamificada serán iniciadas por miembros del proyecto.

Fase 2: Diseño y programación de algoritmos para gestión del Bot

La automatización del sistema de gamificación reside en el uso de la API (application programming interface) de Telegram que permite la gestión del Bot y del Canal de un modo externo automático. El algoritmo se basará en Python ejecutado en la nube (Google Colaboratory) y permitirá el envío automático de preguntas al canal a partir de una base de datos externa. La fase se desarrollará mediante las siguientes acciones:

• A04: Solicitud, generación y configuración de acceso a Telegram mediante API.
• A05:Desarrollo de un algoritmo en Google Colaboratory para explotar el acceso mediante API.

Fase 3: Banco de preguntas

Esta fase se compone de una única acción, que se desarrollará durante todo el proyecto y más allá del periodo relacionado con la convocatoria, para realizar mejora contínua y expansión del sistema.

• A06: Elaboración de un banco de preguntas sobre Aeroelasticidad a nivel de grado y máster, detallando enunciado, respuesta correcta, respuestas incorrectas y realimentación específica para cada una de ellas.

Fase 4: Despliegue

El despliegue del sistema se propone mediante la realización dos acciones, con el objetivo de poner en marcha el sistema lo antes posible y poder obtener resultados y retroalimentación por parte de los alumnos durante la propia ejecución del proyecto.

• A07: Despliegue en modo no automático: las preguntas de cada actividad gamificada serán iniciadas por miembros del proyecto.
• A08: Despliegue en modo automático: las preguntas serán iniciadas por parte del Bot.

Fase 5: Cierre del proyecto

En esta fase se procederá a:

• A09: Análisis de resultados obtenidos en las evaluaciones del primer semestre (evaluaciones intermedias, ordinarias y extraordinarias) tras la finalización del segundo semestre del curso 2023-2024.
• A10: Elaboración de informes técnicos y publicación de componentes en Colección Digital-UPM y Archivo Digital de la UPM.
• A11 Difusión de resultados mediante elaboración de ponencias y artículos.

En el siguiente diagrama temporal se muestra la distribución de fases y acciones:

El seguimiento del proyecto se realizará desde el punto de vista de la gestión del mismo, en base al cronograma presentado en la sección “Fases del Proyecto”: El estado de las acciones se evaluará mediante reuniones mensuales de los miembros del proyecto para la evaluación de la implantación de las mismas, o su grado de desarrollo. Cada una de las acciones propuestas se avaluarán según se describe a continuación para cada una de las fases:

Fase 1: Creación elementos del sistema en Telegram

Al final del primer mes, se realizarán pruebas internas por parte de los miembros del proyecto, desempeñando uno de ellos el papel de profesor y el resto de estudiantes, para verificar el correcto funcionamiento y configuración del canal, grupo de discusión y Bot (A01 y A03)

La difusión (A02) se evaluará por el número de alumnos suscrito al canal respecto al número de alumnos matriculados en las asignaturas involucradas que se imparten en el segundo semestre, semestre de inicio del proyecto: Aeroelasticidad del GIA y Aeroelasticidad Avanzada del MUIA.

Fase 2: Diseño y programación de algoritmos para gestión del Bot

El acceso a los componentes de Telegram mediante API (A04) se evaluará mediante la ejecución de varias actividades gamificadas a través de dicho acceso de un modo manual por parte de los miembros del proyecto y el algoritmo de automatización (A05) mediante el uso de un conjunto paralelo de canal y bot privados sin participación de los alumnos.

Fase 3: Banco de preguntas

El desarrollo del banco de preguntas (enunciado, respuesta correcta, respuestas incorrectas, realimentación) (A06) se evaluará mensualmente a lo largo de esta fase, buscando obtener al finalizar dicha fase un mínimo de 120 preguntas (que cubran el temario de aeroelasticidad impartido tanto en las asignaturas de grado como de máster)

Fase 4: Despliegue

El seguimiento tanto del despliegue no automático (A07) como automático (A08) se realizará mediante la difusión de la puesta en marcha del mismo en la plataforma Blogs ePolitécnica.

Fase 5: Cierre del proyecto

Los resultados del proyecto se centran en el aprendizaje de los estudiantes y en el efecto de las actividades de gamificación. El seguimiento de esta acción (A09) será por tanto en dos frentes: Se recopilarán los datos de evaluación finalizado el curso 2023-2024 para evaluar los resultados en la evaluación intermedia, la ordinaria y la extraordinaria en relación a la participación en las actividades gamificadas y mediante la comparación entre estudiantes que hayan participado en dichas actividades y los que no. Así mismo se realizarán encuestas entre los alumnos para analizar el efecto de la gamificación en la motivación de los alumnos y su percepción tanto de la actividad como de su participación en ellas (para analizar la dimensión del tipo de jugador)

El seguimiento de las últimas acciones (A10 y A11) se realizará a través de la publicación de las propias publicaciones así como de la publicación de los componentes del sistema e informes técnicos ya que el objetivo final es que el proyecto sea reproducible en otras instituciones o dentro de la UPM.

El desarrollo del PIE propuesto, en caso de concesión, dará lugar a los siguientes resultados tangibles:

• Un sistema de gamificación basado en Telegram mediante APIs y sistemas de ejecución de código en la nube.

• Informes técnicos sobre la implementación del sistema de gamificación en Telegram, con el objeto de que pueda ser adoptado por otros grupos de la propia ETSIAE, UPM u otras universidades. Aquellos elementos del sistema que sean compatibles serán publicados en Colección Digital-UPM bajo licencia Creative Commons.
• Una base de datos de preguntas relacionadas con la temática que pueda ser utilizado en futuras continuaciones u otras actividades (como por ejemplo de evaluación).
• Ponencias con congresos de innovación educativa.
• Artículos en revistas de innovación educativa.

El impacto del proyecto a largo plazo, más allá del plazo de ejecución del proyecto (hasta el 31 de octubre de 2024), se evaluará mediante el estudio de las tasas de aprendizaje comparando las de los estudiantes participantes en las actividades gamificadas y aquellos que opten por no participar.

Durante el desarrollo del proyecto, se publicarán actualizaciones y detalles sobre el sistema a través del servicio de Blogs ePolitécnica.

Tras la finalización del mismo, se publicarán artículos en revistas de innovación docente, así como ponencias en congresos, que se publicarán en el archivo digital de la UPM. Esto facilitará la difusión en la UPM y fuera de esta, por el alto potencial de transferencia del proyecto a otras titulaciones.

En esta propuesta, el proyecto se realizará sin colaboraciones externas, aunque uno de los objetivos del proyecto es proveer de toda información necesaria para extender esta experiencia a otras asignaturas de las titulaciones indicadas u otras de la UPM o de otras universidades.