Uno de los principales desafíos de la educación universitaria es la transición de un sistema de aprendizaje basado en la enseñanza a uno centrado en el autoaprendizaje, enfocado en el estudiante, de tal forma que se fomente su participación y se impulse su interés en el aula. En consecuencia, el profesorado universitario debe responder a las nuevas demandas de los estudiantes de estas generaciones, que se caracterizan por ser nativos digitales.

Estas nuevas generaciones han crecido en un entorno digital e interconectado, y responden a estímulos e intereses de manera diferente a las generaciones anteriores [1]. Por lo tanto, en los últimos años, las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (TIC), combinadas con el uso de dinámicas innovadoras en el aula, como la gamificación, han desempeñado un papel muy significativo en la enseñanza universitaria [2].

La "gamificación" en la educación implica aplicar elementos fundamentales del diseño de juegos para estimular y hacer que la interacción de los estudiantes con el proceso de aprendizaje sea más atractiva [3]. La idea es que a través de dinámicas lúdicas y aquellos aspectos relacionados con los juegos, como la competencia, la participación y la diversión, los estudiantes pueden lograr un aprendizaje más profundo. Agregar diversión al sistema educativo no solo hace que el aprendizaje sea mucho más estimulante y atractivo, sino que también es significativamente más efectivo. Aunque el concepto parece haber surgido en áreas financieras, de marketing y económicas, la gamificación también ha ganado atención en contextos educativos. La inclusión de dinámicas de gamificación en el aula tiene una clara eficacia en el proceso de aprendizaje de los estudiantes de educación superior [4,5]. Otros investigadores proporcionan evidencia de que la gamificación en la educación superior es efectiva para mejorar el proceso de aprendizaje [6].

Diferentes experiencias a nivel nacional e internacional han demostrado la posibilidad de incorporar elementos de gamificación en las aulas universitarias, utilizando lo que se conoce como "Sistemas de Respuesta del Estudiante (SRS)". Los SRS son tecnologías interactivas que permiten a los instructores plantear preguntas de opción múltiple a los estudiantes, y permiten a los estudiantes enviar sus respuestas electrónicamente y de manera anónima a dichas preguntas [7]. Cuando se introducen elementos de gamificación en los SRS, se les denomina "Sistemas de Respuesta del Estudiante basados en juegos (GSRS)."

El principal objetivo del proyecto es promover la implementación de actividades de gamificación en el aula mediante el uso de Wooclap. En este sentido, el proyecto tiene principalmente dos enfoques.

El primer enfoque se basa principalmente en valorar la efectividad de Wooclap en la mejora del aprendizaje profundo de los alumnos. Se propone implementar actividades de gamificación en varias asignaturas del Grado en Ingeniería Civil y Territorial, Grado en Gestión y Operaciones del Transporte Aéreo, Doble Grado En Ingeniería Civil Y Territorial Y En Ade y Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos:

• Aeropuertos  (Master Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos)
• Firmes y pavimentos (Doble Grado en Ingeniería Civil y Territorial y en ADE)
• Tráfico y Seguridad Viaria (Doble Grado en Ingeniería Civil y Territorial y en ADE)
• Tráfico y Seguridad Viaria (Grado en Ingeniería Civil y Territorial)
• Diseño viario   (Master Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos)
• Ferrocarriles para la especialidad de CC  (Grado en Ingeniería Civil y Territorial)
• Ferrocarriles para la especialidad de TySU  (Grado en Ingeniería Civil y Territorial)
• Puertos Avanzados   (Master Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos)
• Gestión Económica (Grado en Gestión y Operaciones del Transporte Aéreo)
• Financing Infrastructure an Public Services  (Master Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos)
• Conservación y mantenimiento de infraestructuras (Máster Universitario en Planificación y Gestión de Infraestructuras)

Las sesiones de Wooclap tienen como objetivo reforzar el aprendizaje de los temas que se han visto previamente en clase. Para evaluar si realmente se obtiene este refuerzo cognitivo, las sesiones de Wooclap no se llevarán a cabo en todas las clases de la asignatura, sino en algunas de ellas (aproximadamente, en el 50% de las clases de cada asignatura). Tanto los exámenes parciales como el examen final constarán de diferentes preguntas que serán clasificadas en dos grupos, Grupo 1 y Grupo 2. Las preguntas del Grupo 1 versarán sobre temas en los que los alumnos hayan recibido refuerzo con Wooclap, y las del Grupo 2 sobre temas en los que no. Se evaluará la diferencia entre las puntuaciones obtenidas en los dos grupos desde un punto de vista estadístico (t-test), lo que permitirá obtener conclusiones objetivas sobre la eficacia de la utilización de estrategias de dinamización y gamificación en el aprendizaje de los alumnos. Se evaluarán asimismo las diferencias en los resultados obtenidos entre las distintas asignaturas.

Por otro lado, es importante destacar que el nivel de asistencia a clase en estas asignaturas no siempre es del 100%. Esto permite añadir una variable adicional al estudio, relativa al nivel de participación de los alumnos en las sesiones de Wooclap. Se establecerán diversas categorías en función de la asistencia registrada en clase, pudiendo tentativamente y de manera preliminar plantearse tres niveles: participación alta (> 80%), participación media (40-80%), y participación baja (<40%). La efectividad de la aplicación de Wooclap en la calificación final de la asignatura se evaluará para los tres niveles a través de un análisis de varianzas de tipo ANOVA.

El segundo enfoque se refiere a la posibilidad de utilizar los resultados de Wooclap como un elemento de apoyo a los profesores. La mayoría de los estudios realizados sobre actividades de gamificación se centran en la satisfacción de los alumnos y la efectividad de la herramienta para el aprendizaje. Sin embargo, a menudo no se tiene en cuenta que los resultados obtenidos durante las sesiones de gamificación representan propiamente una fuente valiosa de información para los profesores, que puede ser utilizada para mejorar la enseñanza y facilitar el proceso de aprendizaje.

En la actualidad, faltan herramientas digitales capaces de organizar la gran cantidad de datos generados en las sesiones de gamificación y de extraer información útil para los profesores. En este sentido, se pretende desarrollar una aplicación informática que sirva de apoyo a los profesores para aprovechar los datos obtenidos con Wooclap y mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje.

La aplicación debe permitir que el profesor solo tenga que exportar los resultados de Wooclap en formato Excel para que posteriormente la aplicación los importe y pueda obtener de manera automatizada la siguiente información:

•           Análisis de los resultados de cada pregunta realizada en una prueba: La aplicación mostrará la distribución de las puntuaciones entre los alumnos para cada pregunta (índice de dificultad). Un análisis estadístico integrado en la aplicación permitirá identificar las preguntas con puntuaciones significativamente más bajas en comparación con las demás. Además, también se mostrará para cada pregunta el índice de discriminación, que se define como el grado en el que cada pregunta separa a los examinados de más alto rendimiento de los de más bajo rendimiento. Previamente, en función de los resultados, debe deducirse la composición de estos grupos de alto y bajo rendimiento. Esta información puede ayudar al profesor a identificar los temas que no están suficientemente claros para los alumnos y requieran adoptar ciertas medidas, como reforzar esos temas al comienzo de las clases siguientes. El análisis también se puede realizar por alumno, lo que permite detectar situaciones individuales y actuar en consecuencia.

                       Índice de dificultad=Aciertos/Total de respuestas

                      Índice de discriminación=(Aciertosgrupo superior-Aciertosgrupo inferior) / ( Número de personas en cada grupo/2)

•           Análisis de agrupación de los alumnos (clustering): La aplicación realizará un análisis para visualizar de manera objetiva el nivel de conocimiento de los alumnos y agruparlos según los resultados obtenidos. Para ello podrán emplearse diferentes técnicas estadístico-econométricas como por ejemplo análisis de Componentes Principales (PCA), en los que se traten como observaciones la calificación en cada una de las pruebas realizadas para cada alumno hasta el momento. Con este enfoque se podrá comprobar si hay alumnos que destacan en todas las pruebas y si hay otros que tienen dificultad con un grupo de temas en concreto. Para este análisis será necesario contar con, al menos, los resultados de 2 pruebas. Esta información podría ser útil, por ejemplo, para organizar grupos de trabajo diversos en futuras clases y fomentar la mejora en el proceso de aprendizaje de los alumnos que más lo necesiten.

•           Análisis temporales: La aplicación tomará los datos de las sesiones de Wooclap y realizará análisis temporales para evaluar la evolución del proceso de aprendizaje a lo largo del curso. De esta manera, se podrán detectar posibles disminuciones o incrementos en el rendimiento de los alumnos, así como temas que no están claros, lo que permitirá una enseñanza más informada durante todo el curso.

Para el desarrollo de la aplicación, se utilizarán Macros de Excel, desarrolladas en el lenguaje de programación Visual Basic for Application (VBA). Una macro es un conjunto de acciones que se puede ejecutar tantas veces como se desee. Así, al cargar el archivo de resultados de Wooclap y presionar el atajo de teclado y/o botón configurado para ejecutar la macro creada, la aplicación generará toda la información de apoyo para el profesor.

Bibliografía

[1]        M. Prensky, Digital Natives, Digital Immigrants Part 1, Horiz. 9 (2001) 1–6. https://doi.org/10.1108/10748120110424816.

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

[3]        J. Sánchez-Martín, F. Cañada-Cañada, M.A. Dávila-Acedo, Just a game? Gamifying a general science class at university: Collaborative and competitive work implications, Think. Ski. Creat. 26 (2017) 51–59. https://doi.org/10.1016/j.tsc.2017.05.003.

[4]        J. Gallego, F. Gulisano, L. Sánchez, J. Marcobal, PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS (PCA) FOR ASSESSING THE STUDENTS’ PERCEPTION TOWARD THE USE OF KAHOOT! IN HIGHER EDUCATION, 2020. https://doi.org/10.21125/edulearn.2020.1683.

[5]        J. Gallego, F. Gulisano, L. Sánchez, J. Marcobal, CONSIDERATIONS ON THE RESPONSE TIME IN GAME-BASED STUDENT RESPONSE SYSTEM, 2020. https://doi.org/10.21125/inted.2020.0976.

[6]        A. Iosup, D. Epema, An experience report on using gamification in technical higher education, 2014. https://doi.org/10.1145/2538862.2538899.

[7]        H. Mu, D. Paparas, Incorporating the advantages of clickers and mobile devices to teach Economics to non-economists, Cogent Econ. Finance. 3 (2015) 1099802. https://doi.org/10.1080/23322039.2015.1099802.

En relación a lo anteriormente expuesto, los objetivos que se pretenden alcanzar con el presente Proyecto de Innovación Educativa (PIE) son los siguientes:

OBJETIVO 1: Analizar si la implementación de actividades de gamificación mediante el empleo de Wooclap mejora el aprendizaje de los alumnos.

OBJETIVO 2: Evaluar el impacto del nivel de participación en las sesiones de Wooclap en el proceso de aprendizaje.

OBJETIVO 3: Desarrollar una aplicación informática que sirva de apoyo a los profesores que utilizan actividades de gamificación en el aula con Wooclap para mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje.

La inclusión de dinámicas de gamificación en el aula presenta una clara eficacia para promover el proceso de aprendizaje en alumnos universitarios. En primer lugar, el proyecto tiene como objetivo fomentar el aprendizaje profundo de los estudiantes a través de sesiones de gamificación con Wooclap. La idea es que la implementación de sesiones de gamificación pueda fortalecer la comprensión de los temas presentados en el aula, y que sus efectos puedan reflejarse en los resultados de aprendizaje obtenidos al final de la asignatura, los cuales se evaluarán mediante la calificación de los exámenes parciales y del examen final.

En segundo lugar, se ha observado que uno de los mayores obstáculos para la difusión de actividades de gamificación es la correcta gestión de la gran cantidad de datos informáticos que se obtienen durante las sesiones de gamificación. En este sentido, uno de los objetivos del PIE es la creación de una aplicación informática que sirva de apoyo a los profesores en la gestión de manera eficiente de los resultados obtenidos en Wooclap. Los profesores, gracias a esta herramienta, podrán obtener información más clara sobre el proceso de aprendizaje de los alumnos y actuar en consecuencia.

FASE 1. PLANIFICACIÓN DE LA EXPERIENCIA

En la primera fase del proyecto, se llevará a cabo la planificación de la experiencia que se pretende implementar. Para ello, se realizarán una serie de reuniones presenciales con los profesores miembros del GIE que participan en el proyecto. En esta etapa, se abordarán los siguientes puntos fundamentales:

• Preparación del plan de trabajo para cada asignatura: Los responsables de cada asignatura seleccionada elaborarán un plan de trabajo para el desarrollo del proyecto. En esta fase, será importante definir el número de pruebas de Wooclap que se realizarán en cada asignatura, establecer el calendario académico y definir el perfil de los estudiantes.

• Preparación de las pruebas: Se organizará una reunión específica para llevar a cabo una demostración práctica de la herramienta Wooclap. Los coordinadores del proyecto presentarán las potencialidades de la herramienta, así como todas sus funcionalidades. A partir de esta presentación, se llevará a cabo una sesión de lluvia de ideas para definir las pruebas de Wooclap que se realizarán en todas las asignaturas, especificando el número de preguntas y su tipología.

• Planificación de la recopilación de datos y su análisis: Uno de los aspectos fundamentales del proyecto es la planificación conjunta de la metodología de recopilación de datos y el análisis de los resultados. Entre los miembros del GIE, se definirán las herramientas para recopilar los datos, como la creación de una base de datos accesible para todos, así como los procedimientos de análisis estadístico para responder a las preguntas de investigación sobre el tema.

FASE 2. TOMA DE DATOS

La experiencia de gamificación con Wooclap se implementará en diferentes sesiones en asignaturas del segundo semestre del curso 2023/2024, como se estableció en el punto anterior.

Después de la realización de cada sesión de Wooclap, los profesores registrarán los resultados obtenidos cargando el archivo de Wooclap, así como la lista de alumnos participantes, en una base de datos conjunta que se creará utilizando el programa Microsoft Access. Del mismo modo, al final del curso se cargarán las calificaciones obtenidas por los alumnos durante el examen final.

FASE 3. ANÁLISIS DEL EFECTO DE WOOCLAP EN EL APRENDIZAJE PROFUNDO

Uno de los objetivos del proyecto es evaluar la efectividad de la herramienta Wooclap para mejorar el aprendizaje profundo de los alumnos.

Se utilizará la calificación del examen final como medida objetiva para estudiar el efecto de Wooclap. Por lo tanto, se emplearán pruebas estadísticas para evaluar las diferencias entre las puntuaciones obtenidas en preguntas de temas en los que los alumnos utilizaron Wooclap y las puntuaciones obtenida en el resto de preguntas.

También se evaluará el efecto del nivel de participación de los alumnos en las sesiones de Wooclap en el aprendizaje final, utilizando de la misma manera los resultados obtenidos en el examen final. En este caso, se utilizará un análisis tipo ANOVA.

FASE 4. CREACIÓN DE UNA APLICACIÓN INFORMÁTICA DE APOYO A LOS PROFESORES

En la última fase del proyecto, se pretende desarrollar una aplicación informática, utilizando las Macros de Excel, que sirva de apoyo a los profesores para aprovechar los datos obtenidos con Wooclap y mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje.

La etapa de seguimiento y evaluación abarca todo el período de ejecución del proyecto. Se llevará a cabo un seguimiento periódico del proyecto a través de reuniones con todos los miembros del Grupo Innovación Educativa (GIE). Esta fase es crucial para recopilar información y datos que permitan tomar decisiones rápidas y preventivas, controlar el avance del proyecto, identificar posibles problemas en su desarrollo y planificar ajustes sobre la marcha para lograr los objetivos establecidos. Las reuniones de seguimiento se realizarán cada dos meses.

Durante estas reuniones de seguimiento, se verificará si se han logrado los objetivos establecidos en cada fase del proyecto. Durante la fase de implementación de la experiencia y recopilación de datos, se evaluará la actualización continua de las bases de datos utilizadas para almacenar los resultados del proyecto. Se establecerá un plan de contingencia que permita reprogramar o modificar las actividades en caso de imprevistos. También se revisará la coherencia entre los datos recopilados durante las actividades en las diferentes asignaturas y la correcta aplicación de los modelos estadísticos para el análisis de los resultados.

• Guía Metodológica para la implementación de estrategias de gamificación en una asignatura en todas sus fases, desde la planificación, el desarrollo hasta el análisis de los resultados.
• Herramienta digital de apoyo a los profesores para actividades de gamificación con Wooclap.

Publicación (Revista especializada o ponencia en Congreso) sobre el efecto de gamificación en el aprendizaje de los alumnos en materias de Ingeniería Civil. Su potencial de transferencia externa en la UPM es alto.