MATYA: Un Videojuego Móvil para el Apoyo en el Aprendizaje de

MATYA: Un Videojuego Móvil para el Apoyo en el
Aprendizaje de las Fracciones
Alejandro Pasos, Luis R. Basto, Francisco A. Madera
Facultad de Matemáticas, Universidad Autónoma de Yucatán
Anillo Periférico Norte, Tablaje 13615, Chuburná Hidalgo Inn, Mérida, México.
{apasos, luis.basto, mramirez}@uady.mx
Resumen. La tecnología móvil está cambiando las actividades sociales y de
ocio de las personas, especialmente de los niños y jóvenes. Asociado a esto, los
juegos para móviles son de las aplicaciones más populares para estos grupos de
personas. Así, los dispositivos y los juegos móviles representan una emergente
oportunidad para el diseño de nuevos modelos de aprendizaje, por lo que los
juegos para móviles se traducen en tecnologías efectivas para el aprendizaje. En
el presente trabajo se describe el desarrollo de un videojuego educativo para
dispositivos móviles, el cual contribuye en el proceso de enseñanza y
aprendizaje mediante actividades didácticas. El videojuego junto con cada una
de sus actividades, fueron diseñados para reforzar los conocimientos adquiridos
en el tema de fracciones teniendo como objetivo principal el desarrollar y
reforzar las habilidades matemáticas en los alumnos del nivel básico.
Palabras Clave: Aprendizaje Móvil, Videojuegos Educativos, Dispositivos
Móviles, Aplicaciones Móviles, Actividades Didácticas.
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Introducción
Los videojuegos móviles para el aprendizaje o aprendizaje basado en juegos móviles
son juegos específicamente utilizados para el aprendizaje, los cuales pueden ser
jugados en diversos dispositivos móviles tales como teléfonos inteligentes, iPads,
Tablet PC, computadoras portátiles pequeñas (PDA’s o handhelds) y otros. Tales
dispositivos permiten el acceso y la conectividad en diversos entornos que mejoran la
experiencia del aprendizaje del alumno. El principal objetivo del aprendizaje basado
en juegos móviles es usar el juego para la motivación del estudiante en el aprendizaje,
enganchar al usuario en la adquisición del conocimiento y mejorar la efectividad de la
transferencia de conocimiento [1].
De igual manera, existen algunos estudios que muestran, que el aprendizaje basado
en juegos en ambientes móviles es dinámico y flexible. Tales estudios indican que la
tecnología móvil, cuando es usada en ambientes educativos puede facilitar la
interactividad, incrementar la actividad mental y promover la interacción social entre
los diversos usuarios [2].
Por otro lado, la enseñanza y aprendizaje de las matemáticas han representado un
reto para los docentes y para los estudiantes. Uno de los temas matemáticos que
diversas investigaciones reportan como problemáticos es el de las fracciones. En [3]
se listan diversas problemáticas que los escolares tienen para comprender e interpretar
el concepto de fracciones.
En el presente trabajo se describe el videojuego móvil educativo llamado MATYA,
el cual se basa en diversas actividades didácticas para la comprensión, asimilación y/o
reforzamiento de las fracciones.
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Marco teórico
El déficit de información que reciben los alumnos en la educación básica en
disciplinas de matemáticas, física y química provoca el decremento en el número de
estudiantes que se inscriben en programas de ingeniería e impide que permanezcan en
estos programas. En [4] se propone el uso de dispositivos móviles para el acceso
remoto a contenido educacional y a experimentos en cursos de física para educación
básica en escuelas públicas, contribuyendo con esto mejorar los modelos de
educación y motivar y estimular a los estudiantes.
En [5] se muestra el progreso y los resultados obtenidos al implementar un sistema
para mejorar el aprendizaje colaborativo entre los estudiantes y también proveer
información valiosa al profesor.
El proyecto desarrollado por [6] sobre videojuegos para dispositivos móviles,
cubren el sexto grado de primaria en el sistema educativo de Filipinas. Estos
videojuegos ayudan al estudiante a reforzar lo que han estudiado en el salón de clases,
además, la ayuda que brindan estos videojuegos es en los tópicos que son difíciles de
aprender y difíciles de enseñar. Más aún, los ayuda a tener una motivación extra para
el estudio y para la canalización de los estudiantes hacia las actividades productivas,
en este caso, actividades educativas. Los juegos fueron desarrollados usando
dispositivos iPod Touch de Apple como plataforma móvil además de un framework
para el desarrollo rápido del prototipo.
3
Objetivo
El objeto de investigación del presente trabajo es el desarrollo de un juego en la
plataforma móvil, de manera particular en dispositivos móviles que cuenten con el
Sistema Operativo Android o iOS, que apoye al estudiante de nivel básico a
desarrollar y fortalecer el aprendizaje de las fracciones en sus diferentes significados.
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Metodología
A continuación se describe de manera general la metodología que permitió el
desarrollo del videojuego y posteriormente se describen a detalle cada una de las
etapas.
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Diseño del contenido matemático: Se estableció una relación entre el juego y
la actividad didáctica, es decir, el proceso cognitivo de enseñanza y
aprendizaje.
Diseño y desarrollo del videojuego: Para lograr el desarrollo del videojuego,
se definió un guión o secuencia del mismo y se definieron los escenarios para
cada actividad didáctica que se implementaron en la plataforma móvil. De
igual manera, se establecieron el tipo de dispositivo y sistema operativo en
los cuales se desarrolló la aplicación.
4.1 Diseño del contenido matemático
El contenido que se aborda en este juego móvil se basa en el tema de fracciones. Se
optó por este tema debido a que diversas investigaciones reportan las dificultades que
los estudiantes tienen para interpretar y comprender el concepto [3], [7], [8] y [9].
Cuando los alumnos se inician en el estudio de las fracciones, ya cuentan con una
basta experiencia con los números enteros naturales. Esto, lejos de ser una ventaja
para la adquisición del nuevo conocimiento con las fracciones, constituye un
obstáculo y un nuevo reto: las fracciones no se parecen a los naturales ni tampoco
obedecen sus reglas. En el sistema numérico de números racionales, los estudiantes
tienen que enfrentar problemas tales como que los números no tienen un consecutivo,
que la multiplicación no siempre se puede interpretar como una suma reiterada y que
el producto no siempre es mayor que cada uno de sus factores. Otros aspectos que el
escolar tiene que asimilar son que, por ejemplo, el 3 de la fracción 1/3, no significa
las tres unidades que se podían contar cuando se trabajaba con los números naturales.
Esta transición no es fácil de hacer para un escolar de primaria básica, cuya
experiencia aditiva, numérica y cuantitativa previa, está asociada a solamente los
números enteros naturales hasta ese momento [9].
Por otro lado, [9] menciona que es importante que se aborde el estudio de las
fracciones en contextos y problemas reales para que los alumnos puedan asimilar el
conocimiento y las nociones de las fracciones. Así, el término fracciones tiene
muchos significados, tales como: parte-todo, cociente, razón, medida y operador, los
cuales dependen de la situación en la que se aplique.
Para el desarrollo e implementación del videojuego propuesto se asociaron
componentes didácticos y tecnológicos que contribuyen en los procesos de enseñanza
y aprendizaje de las fracciones. De primera instancia se consideraron todos aquellos
aspectos que reportan las investigaciones en relación a las dificultades que presentan
los estudiantes cuando abordan esta temática y con base en esto, se estructuró en
actividades didácticas. Se cuidó que la estructura formal y didáctica del uso de las
fracciones no sea tan visible al estudiante, de tal manera que provoque en el intelecto
un aprendizaje significativo de las fracciones. Así, con el videojuego móvil se
pretende que el estudiante transite en diferentes significados del término fracción para
desarrollar y fortalecer su aprendizaje en este tema.
4.2 Diseño y desarrollo del videojuego
Para el desarrollo del videojuego se utilizó el framework Corona SDK que realiza el
desarrollo para iOS y Android con el mismo código base en el lenguaje de
programación Lua [10]. El videojuego se ejecuta en Android a partir de la versión 2.2
e iOS a partir de la versión 5. El juego se ajusta al tamaño de la pantalla de manera
automática pero la base del código está sobre una resolución de 1024x768.
El escenario del videojuego se desarrolla en la ciudad maya de Chichén Itzá, dada
la importancia cultural maya y que es parte de la herencia cultural del entorno donde
se desarrolló el proyecto (Mérida, Yucatán, México). Se enfoca en el desarrollo de
habilidades matemáticas en el usuario, cuidando el ambiente visual y la interacción
con el usuario, aspectos importantes para que el usuario se motive en la ejecución del
videojuego hasta finalizar todas y cada una de las actividades que contiene. Las
actividades didácticas en las que se compone el videojuego son seis y son las que a
continuación se describen brevemente:
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Actividad 1: El juego de la pelota
Actividad 2: Construcción de las columnas
Actividad 3: Agrupación de las flores
Actividad 4: Calculando la edad del venado
Actividad 5: Bajando mangos
La primera actividad desarrollada es “El juego de pelota”. En esta actividad el
usuario debe encestar la pelota, arrastrándola (con un tap) en cualquiera de los dos
aros; el objetivo de esta actividad didáctica se logra hasta formar el entero de acuerdo
al denominador proporcionado. En la Figura 2, se muestra esta actividad, indicando
también mediante una barra cual es el avance del jugador. La intención didáctica es el
reconocimiento de la fracción como parte-todo en conjuntos discretos.
Fig. 2. Actividad del juego de pelota
La segunda actividad trata sobre la construcción de las columnas (Figuras 3 y 4).
El diseño consiste en una fila con siete cilindros que simulan las columnas. Cada
columna está etiquetada con una fracción menor a la unidad y el usuario deberá
formar el entero moviendo las fracciones de columnas a la columna principal (Figura
5). La actividad permite que el usuario visualice una representación geométrica
(correspondiente al contexto del problema), compare fracciones y repase suma de
fracciones (con mismo denominador).
Fig. 3. Actividad las columnas
Fig. 4. Columnas con la unidad
En cada una de las actividades el usuario puede obtener ayuda para iniciar o
continuar con la actividad, se muestran las pantallas de ayuda para esta actividad en
las Figuras 5 y 6.
Fig. 5. Actividad las columnas
Fig. 6. Columnas con la unidad
La tercera actividad es la de la agrupación de flores tal y como se muestra en la
Figura 7. Cuenta con cinco grupos de flores de diferentes colores: conjuntos flores
rosa, verdes, amarillas, rojas, azules. Se le pide al usuario que seleccione la cantidad
de flores indicada por la fracción correspondiente. La actividad educativa consiste en
el reconocimiento de fracción como parte-todo, de conjuntos discretos.
Fig. 7. Actividad de las flores
La cuarta actividad (Figura 8) se enfoca a la realización de operaciones con
proporciones; en este sentido se presenta a la noción de fracción como razón. La
actividad, consiste en el cálculo de la edad de un venado tomando en cuenta la
cantidad de puntas que poseen sus cuernos. Por ejemplo, un venado de 15 años de
edad tiene 5 puntas en sus cuernos, esto significa que la edad de un venado con p
puntas tiene (p x 15)/5 años.
Fig. 8. Actividad del venado
Por último, en la quinta actividad (Figura 9), el usuario cuenta con una resortera
para poder bajar unos mangos. Al usuario se le indica una fracción que representa una
porción del total de mangos que el usuario tiene que bajar. En la parte superior, se le
presenta la cantidad total (en fracciones) de los mangos a capturar o bajar del árbol
(conjunto discreto), el usuario solamente tiene que lanzar piedras a los mangos por
medio de la resortera y se van contabilizando hasta llegar a una cantidad fraccionaria
equivalente a la que se le solicita. La actividad se logra hasta alcanzar una fracción
equivalente a la solicitada.
Fig. 9. Actividad de los mangos
Es importante mencionar que las actividades se pueden desarrollar en cualquier
orden, es decir, no necesariamente tendría que iniciar el usuario con la primera
actividad, ver Figura 10. Además el usuario puede regresar a alguna actividad que
desee en cualquier momento, por lo que permite reforzar el conocimiento adquirido o
verificar alguna cuando haya duda.
Fig. 10. Las actividad didácticas
Las cinco actividades educativas representan las aplicaciones de las operaciones
básicas que se pueden realizar con fracciones. El usuario del videojuego, mediante
estas actividades puede hacer comparaciones entre fracciones, sumar, verificar
fracciones equivalentes. Asimismo, implícitamente los usuarios, están interactuando
con los significados de fracciones como parte-todo, cociente y razón.
5
Conclusiones y trabajo futuro
Consideramos que el presente trabajo puede contribuir como alternativa para reforzar
el conocimiento sobre fracciones en los estudiantes mediante las actividades
didácticas propuestas. Así, el videojuego MATYA puede ser considerado por
docentes de nivel primaria como un recurso didáctico alternativo.
Actualmente se tienen finalizadas cinco actividades didácticas en el juego, sin
embargo, con el fin de que el videojuego tenga una extensión adecuada, se pretenden
diseñar y desarrollar otras actividades con el mismo tema de las fracciones abarcando
algunas otras aplicaciones de las fracciones como por ejemplo los significados de
fracción como medida y operador.
A corto plazo se espera también que se hagan las pruebas con usuarios finales y/o
docentes para que ellos califiquen cada actividad didáctica; con base en los resultados
de estas pruebas se podrán modificar, añadir o eliminar algunas características del
videojuego.
También se pretende comparar la implementación de MATYA en plataformas para
PC, Xbox 360, web para determinar las mejoras encontradas en plataforma móvil
Android.
Agradecimientos
A la Universidad Autónoma de Yucatán (UADY) y a la Facultad de Matemáticas por
las facilidades brindadas para el desarrollo del proyecto.
Referencias
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http://archive.futurelab.org.uk/resources/documents/lit_reviews/Mobile_Review.
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6. Ramirez, C.; Almonte, J.; Tugade, R.; Atienza R.: Implementation of a digital
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8. Perera, P.; Valdemoros, M.: Enseñanza experimental de las fracciones en cuarto
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9. Zapata, L.: Cómo abordar la multiplicación y división de fracciones. Ethos
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10. Corona Lab: Corona SDK, Corona Labs Inc. A mobile development software
company. http://coronalabs.com/, Accedido el 5 de Mayo de 2014.