Minerva: Ludificación con Manejo de Errores Conceptuales en Sistemas de Gestión de Aprendizaje

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1 Minerva: Ludificación con Manejo de Errores Conceptuales en Sistemas de Gestión de Aprendizaje Julián Moreno, Andrés F. Pineda, Luis F. Montoya Universidad Nacional de Colombia Medellín {jmoreno1, afpinedac, Resumen: En este artículo se presenta a Minerva, un LMS que se caracteriza por permitir modelar y detectar errores conceptuales en los que incurren los estudiantes, buscando que estos logren una mayor apropiación del conocimiento. Para lograr esto, emplea objetos virtuales de aprendizaje evaluativos empleando el estándar SCORM 1.. Así mismo, y con el fin de potenciar la motivación en los estudiantes, Minerva hace uso de algunos de los aspectos más relevantes de la ludificación como logros, puntos y tabla de posiciones. Palabras clave: LMS, Error conceptual, SCORM, Ludificación INTRODUCCIÓN La educación en las últimas dos décadas se ha caracterizado por la creación de nuevos espacios de aprendizaje que facilitan el proceso educativo, los cuales carecen de limitaciones espacio-temporales, todo esto apoyado en el uso de Internet. Sin embargo, crear una plataforma educativa no es simplemente la digitalización de materiales y evaluaciones, esto debe estar apoyado en un proceso pedagógico entre el estudiante y el profesor, donde se identifiquen las falencias del estudiante y se le pueda brindar la mejor retroalimentación posible [1]. Actualmente, los sistemas de gestión de aprendizaje LMS (Learning Management System) se utilizan en la educación a distancia o simplemente para apoyar la formación presencial, con el fin de crear espacios de discusión y construcción de conocimiento. Muchas veces, la metodología impartida en estos espacios es el aprendizaje colaborativo, ya que el conocimiento es compartido y destinado al intercambio e interacción de los contenidos, materiales, evaluaciones, foros, etc. []. En sus inicios, dichos LMS usaban formatos propietarios para la creación de contenidos. Como resultado de esto, el intercambio de los mismos no era posible. Sin embargo, con el estándar SCORM (Sharable Content Object Reference Model) se eliminó esta limitante [5, 6]. Los LMS han facilitado el acceso a la educación, sin embargo la falta de un tutor humano que acompañe el proceso de aprendizaje de particular es una falencia, ya que el estudiante puede incurrir en errores que con el uso de un LMS no se evidencian, más específicamente en errores conceptuales los cuales representan conceptos mal adquiridos [7], es acá donde nace la necesidad de crear una metodología que permita identificar y corregir los errores del estudiante en función de sus respuestas. Otro aspecto importante que se debe tener en cuenta en el diseño de plataformas educativas son las características que permiten que los usuarios se sientan atraídos y motivados constantemente hacia los contenidos del curso. Los LMS generalmente presentan un contenido estático, y no van más allá de las necesidades de los estudiantes, por tal razón, la ludificación ha sido una metodología que ha mostrado un gran potencial en la educación. La idea es hacer uso de los conceptos de los juegos para hacer más atractivo la dinámica de un curso [1]. 461

2 FUNDAMENTOS DE LA PROPUESTA Detección de Errores Conceptuales La apropiación de conocimiento por parte del estudiante está dada por varios aspectos, siendo dos de los más importantes la calidad del material educativo y la retroalimentación que se le da al estudiante a la hora de la evaluación. La gran falencia de muchos LMS está dado por la falta de dicha retroalimentación, donde solo se limitan a calificar al estudiante con correo e incorrecto, sin tener en cuenta estados intermedios. Precisamente, los errores conceptuales, o misconecptions como se conocen en inglés, son estados intermedios entre no conocer un concepto y tener el concepto adquirido correctamente. En otras palabras, estos estados representan un concepto mal adquirido a nivel de definición. [7] Para aclarar mejor el concepto de error conceptual, imaginemos el siguiente ejemplo que consiste en un ejercicio para evaluar el concepto de integración en un polinomio de grado 1: b 5 4X dx = cx 5 [ X ] = (5 ) ( ) = 4 Cuya forma general sería: cx dx = = ( b a ) a b a c Lo que hace Minerva es, que por cada ítem de evaluación como el presentado previamente, define no solo cuál es la respuesta correcta en términos de los parámetros involucrados, si no también, cuáles son los errores conceptuales, definidos en términos de esos mismos parámetros, en los que el estudiante podría incurrir. Volviendo al ejemplo, dichos errores podrían ser: Evaluar en orden incorrecto los límites de la integral: ( a b ) Olvidarse de poner a dividir por : c( a b ) c Ahora, si bien minerva permite la modelación de los errores conceptuales, es responsabilidad del docente realizar esta tarea, para lo cual debe apoyarse no solo en su conocimiento en el tema abordado, sino también en su experiencia respecto al común actuar de los estudiantes frente a dicho tema. Ludificación La palabra ludificación proviene del latín ludus que significa juego y corresponde a la traducción del término en inglés gamification, mucho más difundido. Aunque no existe una definición exacta de lo que esta significa, una aproximación es dada por [10] afirmando que La ludificación es la aplicación de mecánicas y dinámicas de juegos en ámbitos que normalmente no son lúdicos. Según [11] el principal objetivo de la ludificación es la de lograr que las personas se involucren, motiven, concentren y se esfuercen en participar en actividades que generalmente se podrían considerar aburridas o poco motivadoras y que haciendo uso de las mecánicas y dinámicas de los juegos estas actividades pueden convertirse en creativas e innovadoras. Así mismo, y de acuerdo a [1], la importancia de esta nueva tendencia es la de utilizar las mecánicas de juego que son atractivas para las personas, y adaptarlas para su aplicación en diferentes ámbitos sociales y empresariales, como en el marketing. Cuando se hace uso de la ludificación lo que se pretende es que cualquier actividad sea puede convertir en más atractiva y emocionante mediante el desarrollo de comportamientos deseados [13], esto con el fin de involucrar a 46

3 la persona para que participe aumentando su motivación, concentración, esfuerzo y fidelización [11]. Esa participación puede ser en cualquier ámbito social que se desee, incluida la educación. Precisamente en este campo, varias son las ventajas que tiene hacer uso de la ludificación [10]. De cara al alumno premia el esfuerzo, avisa y penaliza la falta de interés, indica el momento exacto en que un alumno entra en una zona de peligro, premia el trabajo extra, aporta una medida clara del desempeño de cada alumno, propone vías para mejorar la nota en una asignatura, entre otras. De cara al profesor supone una forma de fomentar el trabajo en el aula, facilita premiar a los alumnos que en realidad se lo merecen, permite un control automático del estado de los alumnos descargando de tareas de gestión, entre otras. Respecto a sus elementos, la ludificación está compuesta de 3 fundamentales: las dinámicas, las mecánicas y los componentes [9], cada una con su propio aporte en el proceso de motivación. Mecánicas de juego: De acuerdo a [1], estas mecánicas hacen referencia a la serie de reglas que intentan hacer el sistema más interesante y se pueda disfrutar, según este autor se debe buscar reglas que generen una grado de adicción y compromiso por parte de los usuarios, esto según el autor le aporta a las personas una guía por la cual transitar ya sea en un videojuego, o en cualquier tipo de aplicación. Según [9], algunas de las mecánicas más comunes y más efectivas son usadas en la gran mayoría de los juegos son: retos, oportunidades, competición, cooperación, feedback, transacciones, turnos, puntos, niveles, entre otros. Dinámicas de juego: De acuerdo a [9] estas dinámicas hacen referencia a todos los aspectos globales que se espera el usuario perciba durante un curso ludificado, en otras palabras, está relacionado con los efectos motivacionales que se esperan tengan los participantes. Según este mismo autor las dinámicas que se generalmente se buscan en los juegos son principalmente: recompensa, estatus, logro, autoexpresión, competencia, altruismo, Componentes de juego. De acuerdo a [9] estos componentes hacen referencia a las instancias específicas de las dinámicas y las mecánicas de juego dentro del juego, así las dinámicas y las mecánicas no son visibles los componentes si lo son para los usuarios dentro de los juegos. Algunos de los componentes más utilizados dentro de los juegos se puede mencionar a los: logros, avances, desbloqueo de contenido, regalos, conquistas, desafíos, rankings entre otros. DISEÑO DE MINERVA Minerva es una plataforma web desarrollada en la Universidad Nacional de Colombia con la mayoría de las características propias de un LMS pero con las dos extras previamente descritas: la detección de errores conceptuales y la incorporación de elementos de ludificación. La segunda característica podría decirse que es independiente de dominio, en el sentido que puede aplicarse de la misma para un curso de matemática como para uno de historia, por poner un ejemplo. El primero sin embargo, y según la modelación descrita previamente mediante parámetros y ecuaciones, se presta mucho más para ciencias exactas tales como matemáticas, física, química, donde las respuestas a los ejercicios carecen de subjetividad y pueden ser descritas matemáticamente. 463

4 FIGURA 1. Interfaz a nivel de modulo en un curso. Cabe mencionar además, que como cualquier otro LMS Minerva permite crear cursos con temporalidad y a su vez también brinda herramientas tales como foros, sistema de logros, sistema de ranking, notificaciones, muro social entre otras. Para la organización del currículo de los cursos, Minerva define una subdivisión en de módulos, los cuales contienen los materiales educativos (videos, pdfs, etc.) y los ítems de evaluación. Precisamente, las figuras 1 y muestran las interfaces donde puede verse dicha organización para un curso de pre-cálculo. FIGURA. Ejemplo 1 de evaluación. FIGURA 3. Ejemplo de evaluación. 464

5 COMPARACIÓN CON OTROS LMS Como parte final de este artículo, a continuación se presenta una comparación entre Minerva y algunos de los LMS más conocidos: MOODLE, DOKEOS, CLAROLINE y SAKAI. Permite la calificación de contenidos por parte de los estudiantes TABLA (1). Comparativa entre varios LMS y Minerva. MOODLE DOKEOS CLAROLI NE, mediante un plugin SAKAI NO NO NO Foro Evaluaciones Integración con, mediante, mediante un NO redes sociales un plugin plugin NO Creación de ejercicios Detección y retroalimentación de acuerdo a misconceptions Calificación automática de ejercicios Diseño web adaptable Permite la competencia directa entre estudiantes Ranking en los cursos Ludificado, puede que se pueden, puede que se pueden, puede que se pueden, puede que se pueden NO NO NO NO, permite revisión manual Por medio de la integración de un plugin NO NO NO NO NO, mediante un plugin, mediante un plugin, permite revisión manual, a partir de la versión.8 NO NO NO NO NO MINERVA, dinámicamente, nativamente, mediante retos sincrónicos Si, permite ir desbloqueando logros y avanzar de niveles En la tabla anterior se puede observar que si bien varios de los LMS cuentan con características similares, e incluso varios de ellos ya incluyen elementos de ludificación, Minerva se diferencia en la generación de ejercicios dinámicamente junto la retroalimentación inmediata. A nuestro modo de ver esta característica cobra 465

6 gran importancia dentro de un curso por dos razones: la primera es que permite que a cada estudiante se le asigne ejercicios totalmente diferentes a los de sus compañeros evitando la copia entre ellos, y la segunda, quizás la más importante, es que permite que los estudiantes tengan una retroalimentación para saber por qué la respuesta es incorrecta y por tanto que conocimientos deben afianzar. CONCLUONES Y TRABAJO FUTURO Los modelos educativos actuales se han apoyado en la tecnología con el fin de aumentar su cobertura, muchas veces sacrificando la calidad. Esto puede generar por una parte una ausencia de individualización, donde todos los estudiantes se tratan igual, sin realimentarlos de adecuada y convirtiéndolos muchas veces en elementos pasivos del proceso de aprendizaje. Por otra parte puede generar falta de motivación, lo cual finalmente se traduce en altas tasas de deserción. Para hacer frente a estas dos problemáticas Minerva propone un modelo de LMS basado en dos ejes novedosos: la detección de errores conceptuales por un lado, y la ludificación por el otro. Si bien el modelo ya está implementado y contamos con un prototipo completamente funcional, solo hasta el segundo semestre de 014 es que contaremos con un primer curso dentro de un ambiente educativo real. En dicho curso esperamos contar con cerca de 1000 estudiantes que servirán como nuestros conejillos de indias para poder, en un artículo posterior poder estar compartiendo los resultados obtenidos. REFERENCIAS 1. J. Silva. Diseño y moderación de entornos virtuales de aprendizaje (EVA). Barcelona: Editorial UOC (166 pag.), Doherty, I. & Honey, M. (006). Taking ownership of technology: Lecturers as LMS learners. Proceedings of the 3rd annual ascilite conference: Who s learning? Whose technology? Sydney. 3. Chen, C. M., Lee, H. M., & Chen, Y. H. (005). Personalized e-learning system using item response theory. Computers and Education, 44(3), Jerónimo, J.A. (008), Introducción a los sistemas de gestión de aprendizaje, en Construyendo la Comunidad de Aprendizaje en Red, Una Experiencia, Ed Jerónimo, J.A., UNAM FES-Z: Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, México. 5. Weller, M. (007). Virtual Learning Environments: using, choosing and developing your VLE. London; New York: Routledge. 6. ADL - Advanced Distributed Learning, 007. Advanced Distributed Learning - About ADL. Advanced Distributed. 7. Guzman, E., Conejo, R., Galvez, J. (010) A data-driven technique for misconception elicitation. In De Bra P., Kobsa, A., Chin, D. (eds.) User Modeling, Adaptation, and Personalization, Lecture Notes in Computer Science, 6075, Springer Berlin / Heidelberg. 8. Deterding, S. (01). Gamification. using game-design elements in non-gaming contexts. Proceeding CHI EA '11 CHI '11 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems. pp Herranz, E. (013). Gamification, I Feria Informática (febrero 013), Universidad Carlos III Madrid España. 10. Deterding, S., Dixon D., Khaled, R. y Nacke, L. (011). Gamification: Toward a Definition. ACM /11/ Werbach, K (013), Gamificación. Fundació Factor Humà. Unidad de Conocimiento. 1. Cortizo, J., Carrero F, Pérez J. (011). Gamificación y Docencia: Lo que la Universidad tiene que aprender de los Videojuegos. En VIII Jornadas Internacionales de Innovación Universitaria 011, Universidad Europea de Madrid. 13. Benjamin, T. (010): egames: Is imagination the forgotten ingredient?, Computers in Human Behavior, 6, pp