Estado del arte Aplicaciones de Gamificación para el aprendizaje

1. Introducción: En esta sección se explicará brevemente la importancia del aprendizaje
de matemáticas en la educación primaria y se justificará la necesidad de desarrollar
una aplicación de gamificación basada en Unity con elementos de realidad
aumentada para el aprendizaje adaptativo de matemáticas en estudiantes de
primaria. Se presentarán los objetivos y preguntas de investigación que se abordarán
en el estado del arte.
En la actualidad, el mundo está experimentando una constante evolución
tecnológica, la cual ha generado un impacto significativo en diversos ámbitos.
Las nuevas generaciones, en particular los niños, han crecido en un entorno
donde la tecnología está al alcance de sus manos, de tal manera que los niños
aprenden a manejar smartphones y otros dispositivos tecnológicos, incluso
antes de aprender a leer o escribir. De esta manera, estos dispositivos
tecnológicos se convierten en un recurso potencial para objetivos de
aprendizaje.
La educación, como disciplina, se enfrenta día a día a una serie de cambios y
necesidades que surgen con el paso del tiempo. Para poder adaptarse a las
necesidades e intereses de los estudiantes y así facilitar y mejorar el proceso
de aprendizaje, la educación debe ser capaz de enfrentar estos retos de
manera efectiva. Los estudiantes aprenden de forma diferente con niveles de
atención distintos o con intereses particulares. Se han generado nuevas
metodologías para potenciar el aprendizaje. Una de ellas es el aprendizaje
adaptativo que tuvo sus primeras apariciones en los años 50, Posteriormente,
en los años 70, la inteligencia artificial surgió y experimentó un crecimiento
exponencial en las décadas siguientes, el aprendizaje adaptativo (AA) está
alcanzando un alto nivel de extensión y se perfecciona gracias a los avances
de las nuevas tecnologías, el internet y el Big data (Morillo Lozano, 2016).
Se partió del hecho de que la aplicación de gamificación matemáticos mejora
las habilidades cognitivas y refuerza muchas actitudes positivas en los niños,
sobre todo a la hora de resolver problemas aditivos. El objetivo de este trabajo
es desarrollar una aplicación de gamificación basada en Unity con elementos
de realidad aumentada para el aprendizaje adaptativo de las matemáticas
para estudiantes de primaria. Para ello, se llevará a cabo un estado del arte
que permita conocer las últimas novedades y tendencias en el uso de la
gamificación y la realidad aumentada en la educación.
¿Cuáles son los principales desafíos y limitaciones en el diseño e
implementación de aplicaciones educativas de gamificación basadas en
Unity con elementos de realidad aumentada para el aprendizaje
adaptativo de matemáticas en estudiantes de primaria?
¿Cómo se han combinado la gamificación, la realidad aumentada y el
aprendizaje adaptativo en aplicaciones educativas previas y cuáles han
sido sus resultados?

2. Fundamentos teóricos: En esta sección se presentarán los conceptos teóricos
fundamentales para entender la gamificación, la realidad aumentada y el aprendizaje
adaptativo en la educación. Se definirán los términos y conceptos clave utilizados en
la investigación.
La gamificación:
La gamificación trata de una metodología de enseñanza centrada en el
uso de videojuegos para facilitar el aprendizaje. El objetivo es captar la
atención completa del estudiante y lograr que el proceso de aprendizaje
sea más agradable y entretenido. De esta manera, se busca fomentar
una actitud más positiva hacia el aprendizaje y lograr una mayor
retención de información y adquisición de habilidades.
El objetivo es buscar involucrar a los estudiantes en su
aprendizaje a nivel emocional, cognitivo y conductual, con el
propósito de mejorar su rendimiento académico y fomentar su
capacidad de resolver problemas. La utilización de recursos y
técnicas de los juegos posee elementos que son capaces de
motivar al usuario, mantener su atención e incentivar su deseo de
superar retos (ra
En el ámbito educativo, la gamificación ha demostrado ser una práctica
exitosa gracias a su efectivo sistema de motivación extrínseca, donde
las recompensas juegan un papel importante en motivar al estudiante,
así como por el entorno simulado que proporciona una sensación de
seguridad.
La realidad aumentada:
La Realidad Aumentada es una herramienta tecnológica que se utiliza
actualmente para enriquecer y complementar el proceso de enseñanza y
aprendizaje en todos los niveles educativos. Se trata de una tecnología
que combina elementos virtuales con el mundo real, mejorando la
percepción y comprensión de los contenidos, generando interés y
motivación en los estudiantes y se define como:
Una variación de los Entornos Virtuales (EV), o Realidad Virtual
como se le llama más comúnmente. La RA permite al usuario ver
el mundo real, con objetos virtuales superpuestos o compuestos
con el mundo real. Por lo tanto, RA complementa la realidad, en
lugar de reemplazarla por completo” (Azuma, 1997, p.2).
El aprendizaje adaptativo:

3. Estado actual de la gamificación y la realidad aumentada en la educación: En esta
sección se describirá el estado actual de la gamificación y la realidad aumentada en la
educación, en particular en la enseñanza de matemáticas en estudiantes de primaria.
Se presentarán trabajos previos que han utilizado estas tecnologías y se analizarán sus
resultados y limitaciones.
La gamificación se fundamenta en la idea de incorporar mecanismos y
elementos propios del juego en entornos que no son necesariamente
lúdicos. De esta manera, su utilización en el ámbito educativo requiere
de procesos adecuados de retroalimentación, seguimiento del progreso
y conclusión efectiva.
Varios estudios han destacado el potencial educativo de los videojuegos
en el aprendizaje de las matemáticas (Shafer, 2007; Steinkuehler, 2006).
Se ha demostrado que los videojuegos pueden proporcionar mundos
completos diseñados para ayudar a los estudiantes a adoptar roles y
participar en una historia. Con un diseño pedagógico adecuado, estos
recursos pueden ser utilizados para actividades en las que los
estudiantes resuelven problemas y adquieren conocimientos
matemáticos.
Asimismo, el uso y diseño de videojuegos en entornos digitales para
alcanzar objetivos educativos es una tendencia actual, conocida como
serious games, que surgió en la década de los años 70. Este término se
refiere al uso de juegos digitales y tecnologías con fines más allá del
entretenimiento, en este caso, para mejorar el aprendizaje de las
matemáticas. Los juegos serios pueden ser una herramienta eficaz para
que los estudiantes se involucren en el proceso de aprendizaje y
adquieran habilidades y competencias matemáticas de manera más
efectiva.
4. Aplicaciones de gamificación y realidad aumentada para el aprendizaje de
matemáticas: En esta sección se describirán las aplicaciones de gamificación y realidad
aumentada que se han desarrollado previamente para el aprendizaje de matemáticas
en estudiantes de primaria. Se analizarán sus características, objetivos y resultados, así
como las posibles limitaciones y oportunidades de mejora.
5. Aprendizaje adaptativo en la educación: En esta sección se explicará el concepto de
aprendizaje adaptativo en la educación y su relevancia en el desarrollo de aplicaciones
educativas que se adapten a las necesidades de cada estudiante.

6. Aplicaciones de aprendizaje adaptativo en la enseñanza de matemáticas: En esta
sección se presentarán las aplicaciones de aprendizaje adaptativo que se han
desarrollado para la enseñanza de matemáticas en estudiantes de primaria. Se
analizarán sus características, objetivos y resultados, así como las posibles limitaciones
y oportunidades de mejora.
7. Integración de gamificación, realidad aumentada y aprendizaje adaptativo en la
enseñanza de matemáticas: En esta sección se presentarán los trabajos previos que
han integrado la gamificación, la realidad aumentada y el aprendizaje adaptativo en la
enseñanza de matemáticas en estudiantes de primaria. Se analizarán sus
características, objetivos y resultados, así como las posibles limitaciones y
oportunidades de mejora.
8. Herramientas y tecnologías para el desarrollo de aplicaciones de gamificación y
realidad aumentada: En esta sección se describirán las herramientas y tecnologías
disponibles para el desarrollo de aplicaciones de gamificación y realidad aumentada
para la enseñanza de matemáticas en estudiantes de primaria, haciendo especial
énfasis en el uso de Unity como plataforma de desarrollo.
9. Metodologías y técnicas de evaluación de aplicaciones de gamificación y realidad
aumentada en la educación: En esta sección se describirán las metodologías y técnicas
de evaluación utilizadas para evaluar la efectividad de las aplicaciones de gamificación
y realidad aumentada en la educación, así como las posibles métricas de evaluación
que se pueden utilizar para medir el impacto de la aplicación de gamificación basada
en Unity con elementos de realidad aumentada para el aprendizaje adaptativo de
matemáticas en estudiantes de primaria.
10. Conclusiones y trabajos futuros: En esta sección se presentarán las conclusiones
obtenidas del estado del arte realizado, destacando las principales contribuciones y
limitaciones identificadas. También se plantearán posibles trabajos futuros que puedan
abordar las oportunidades de mejora identificadas en los trabajos previos y que
permitan el desarrollo de una aplicación de gamificación basada en Unity con
elementos de realidad aumentada para el aprendizaje adaptativo de matemáticas en
estudiantes de primaria.