Una aplicación para dispositivos móviles basada en la gamificación para la educación en la preparación de desastres naturales R.Y.G. Paccotacya Yanque1 , E. Hinojosa Cardenas1 , H.C. Rucano Alvarez1 , D.A. Iquira Bacerra1 , R.G. Apaza Aceituno1 , I.S. Pancca Mamani1 , R. Sanchez Yanque1 , and C.E.N. Diaz Ventura1 Universidad Nacional de San Agustin, Arequipa, PERU {rpaccotacya,ehinojosa,hrucano,diquira,rapazaac,ipancca,rsanchez,cdiazve} @unsa.edu.pe Resumen. Los desastres naturales causan graves daños y quitan mil- lones de vidas en el mundo cada año. Estar bien preparado es realmente importante y puede asegurar la supervivencia. En este sentido, la ed- ucación juega un papel clave en la capacitación siendo esencial tener herramientas tecnológicas a la vanguardia. Por lo tanto, este paper pre- senta un sistema de aprendizaje gamificado para disminuir la falta de preparación, enseñando a niños y jóvenes información y habilidades que puedan protegerlos durante y después, por ejemplo, armar kits de emer- gencia con los suministros adecuados. El sistema fue desarrollado en la plataforma Unity y fue diseñado bajo las recomendaciones del Instituto Nacional de Defensa Civil (INDECI). Esta aplicación fue probada con estudiantes de secundaria. Logramos resultados favorables en el apren- dizaje y la motivación, en comparación con los métodos tradicionales, demostrando que la gamificación tiene un potencial prometedor para au- mentar la conciencia de jóvenes sobre los desastres. Abstract. Natural disasters are causing serious damages and taking millions of lives in the world every year. Being well prepared for a natural disaster is really important and can assure survival. For that purpose, education plays a key role in training communities and technological tools according to the new learning society are essential. Therefore, this paper presents a gamified learning system to diminish the lack of disas- ter preparedness teaching children and youth life-sustaining information and skills that can protect them during and after emergencies, for ex- ample, assembling emergency kits with the right supplies. The system was developed on Unity platform and was designed in accordance with the National Institute for Civil Defence (INDECI) recommendations. This architecture was tested and analyzed with high school students. We achieved favorable results in learning and motivation, compared to tra- ditional methods, showing that gamification has a promising potential to enhance the awareness of youth about disasters. 2 Palabras Clave: Aprendizaje basado en juegos · Gamificación · Apren- dizaje por celulares · Preparación para desastres · Game-Based Learning · Gamification · Mobile Learning · Disaster preparedness 1 Introducción Los desastres naturales causan graves daños y quitan millones de vidas en el mundo cada año, asolando comunidades por largos periodos. Frecuentemente, son sucesos que no podemos predecir, prevenir o controlar, como por ejemplo el terremoto en la región de Ica, Perú 2007 [1]. El Peru está ubicado en borde occidental de América del Sur (subducción de la placa oceánica bajo la placa continental), considerada una de las regiones sı́smicamente más activas en el mundo [2]. Durante los últimos cuatro siglos, en Arequipa, la región donde se centra el proyecto, se registraron alrededor de 34 terremotos y un promedio de 300 sismos mensuales [3]; siendo el último de 6.8 grados en la escala de Ritcher en la provincia de Caravelı́ el 14 de enero,que dejó cerca de 103 heridos y un muerto. Y el de mayor magnitud en este siglo, de 8.4 grados en el 2001. Es por esto, que estar bien preparado es realmente importante y puede ase- gurar la supervivencia. En este sentido, la educación juega un papel clave en la capacitación siendo esencial tener herramientas tecnológicas a la vanguardia y adaptadas a las nuevas generaciones. Este paper presenta un sistema de apren- dizaje gamificado para disminuir la falta de preparación, enseñando a niños y jóvenes información y habilidades que puedan protegerlos durante y después, por ejemplo, armar kits de emergencia con los suministros adecuados que consiste en una mochila y una caja. A continuación, en las siguientes secciones presentamos la definición y ele- mentos de gamificación en educación, los trabajos relacionados, la metodologı́a usada, los experimentos y resultados encontrados, y las conclusiones. 2 Gamificación en Educación Horita et al. [4] define gamificación como el uso de elementos de diseño de juegos en contextos no relacionados con juegos. El uso de la gamificación en la educación ayuda a mejorar la motivación de los alumnos para aprender a través de elementos de juego en entornos de aprendizaje, con el objetivo de maximizar el entretenimiento y la participación del alumno, y ası́ inspirarlos a seguir aprendiendo [5]. En la gamificación solo usamos ciertos elementos del juegos, a diferencia de los juegos serios [6] que usan todos los elementos. Los elementos más usados en la gamificación son [7]: – Narración de una historia para colocar al estudiante en el contexto. – Libertad del jugador/estudiante para escoger las actividades. – Opciones para trabajar en grupo de forma colaborativa y comunicarse. 3 – Retroalimentación, con mensajes positivos o negativos acorde al desenvolvimiento del alumno. – Niveles progresivos con actividades nuevas. – Retos con objetivos a lograr. 3 Trabajos Relacionados Existen algunos trabajos relacionados enfocados en la preparación para enfrentar desastres naturales, estos pueden ser juegos serios, videojuegos, sistemas o ar- quitecturas. Entre los juegos serios, Wahyudin et al. [8] nos presenta un review evaluando el papel crı́tico de estos en la educación de desastres examinando el resultado de aprendizaje. Además, muestra que hay varios juegos serios destinados a personas que ya pasaron por el desastre. Sin embargo, en particular para estudiantes o niños es limitado, dejando por lo tanto, la necesidad de juegos dirigidos a estudiantes, para desarrollar su conciencia de la preparación ante desastres. Gampell et al. [9] demostró que los videojuegos tienen la capacidad de trans- mitir mensajes relacionados con la reducción del riesgo de desastres y desastres, sin embargo, solo se centran en conceptos asociados con el desastre y el riesgo de desastres, como la vulnerabilidad y la capacidad. Horita et al. [4] presenta una arquitectura de colaboración social basada en la gamificación (GSCA) para aumentar la capacidad de recuperación ante desastres naturales y capacitar voluntarios adecuadamente. Thangariri et al. [10] desarrolló un sistema con diversos juegos para aprender conceptos de educación en gestión de Desastres,los cuales pueden ser explotados como entornos de aprendizaje efectivos y motivadores, independientemente del género de los estudiantes. La gamificación proporciona un enfoque muy prometedor para mejorar la preparación y respuesta ante crisis y desastres. Perreault et al. [11] nos muestra un estudio que evalúa cómo se sienten las personas que usaron los juegos digitales gamificados para prepararse y responder a posibles crisis y desastres, obteniendo resultados muy favorables. 4 Metodologı́a El sistema fue desarrollado en la plataforma Unity usando elementos de gami- ficación como retroalimentación, retos, libertad del estudiante para escoger las actividades y niveles progresivos. Fue diseñado bajo las recomendaciones del In- stituto Nacional de Defensa Civil (INDECI). Consta de dos juegos donde el estu- diante puede arrastrar y soltar objetos en la mochila para emergencia, artı́culos para llevar y usar en las primeras 24 horas, y caja de reserva, artı́culos para guardar del 2do al 4to dı́a (Fig. 1). El sistema le indica al estudiante, si los objetos añadidos a la mochila o a la caja son los correctos, ası́ mismo le da un premio/trofeo por cantidad de objetos agregados. 4 Fig. 1. Screenshots del sistema gamificado: Mochila para emergencia (izquierda) y Caja de reserva (derecha) 5 Experimentos y resultados 5.1 Experimento Los experimentos se realizaron con 55 alumnos de secundaria de la Institución Educativa Pre Universitaria de Ciencias Marianista. El rango de edades fue de 13 a 18 años, siendo 31 estudiantes de género masculino y 24 femenino. Se dividió aleatoriamente a los estudiantes en 3 grupos donde se aplicaron tres enfoques de enseñanza: tradicional, no dirigido y dirigido. En cada grupo, se aplicó una prueba escrita donde cada estudiante señalaba que artı́culo debe tener la mochila o caja, al inicio como pre-test y después de cada enfoque de enseñanza como post-test. En el método tradicional luego de realizar la pre-test se le dicto una clase a los estudiantes usando el material educativo brindando por defensa civil, donde se detalla de forma narrada los diferentes elementos que debe contener la mochila y la caja de herramienta. Por otro lado en el método no dirigido se les brinda a los estudiantes los dispositivos móviles y se les da un tiempo en el cual los alumnos deben intentar resolver los ejercicios y adquirir estos conocimientos partiendo de la práctica. 5 Finalmente en el método dirigido el profesor va guiando a los alumnos en cada actividad indicándoles cuales son los elementos correctos usando el dispositivo móvil pero limitando la interacción del estudiante. 5.2 Resultados Al realizar el experimento hemos obtenido resultados del pre-test y el post-test de los tres métodos propuesto. Primeramente al analizar los datos del método tradicional como se ve en la Figura 2 podemos observar que existe un aumento del 20.19% de las respuestas correctas en la actividad de mochila, un aumento del 30.2% de las respuestas correctas en la actividad de caja y una reducción de elementos incorrectos del 38.46% de la actividad caja, pero también existe un aumento de elementos in- correctos del 57% de la actividad mochila. Por otro lado cuando analizamos el método no dirigido se observa en la Figura 3 que existe un aumento del 30.27% de las respuestas correctas en la actividad de mochila y un aumento del 40% de las respuestas correctas en la actividad de caja, una reducción de elementos incorrectos del 38.46% de la actividad mochila y una reducción de elementos incorrectos del 80% de la actividad caja. Finalmente el ultimo método que se evaluó fue el dirigido como se observa en la Figura 4 que existe un aumento del 22.33% de las respuestas correctas en la actividad de mochila y un aumento del 32.16% de las respuestas correctas en la actividad de caja, una reducción de elementos incorrectos del 71.4% de la actividad mochila y una reducción de elementos incorrectos del 88% de la actividad caja. 6 Conclusiones y Trabajos Futuros 6.1 Conclusiones Las conclusiones que hemos alcanzado son las siguientes: – Según los resultados obtenidos se ha determinado que ambos métodos el di- rigido y el no dirigido muestra mejores resultados que el método tradicional. – Hemos observado también que el método no dirigido ha presentado mejores resultados en las respuestas correctas en comparación al método dirigido, pero de igual manera con el método dirigido existe una mayor reducción de elementos incorrectos seleccionados a comparación del método dirigido. – Por tal motivo hemos llegado a la conclusión que se deben combinar am- bos métodos para la enseñanza de estos conceptos de seguridad, donde se les debe brindar a los alumnos un tiempo inicial para que ellos evalúen sus conocimientos realizando la actividad y luego se les debe brindar el entre- namiento de manera dirigida para reforzar dichos conocimientos. 6 Fig. 2. Resultados de enseñanza tradicional 7 Fig. 3. Resultados de enseñanza no dirigida 8 Fig. 4. Resultados de enseñanza dirigida 9 6.2 Trabajos Futuros Como trabajo futuros proponemos el analizar si luego de unos meses aun los alumnos han guardado información respecto a los temas enseñados, también se propone el uso de sonidos y diálogos para que la aplicación guı́e al alumno, otros conceptos de seguridad en caso de sismos también deben ser evaluados como los procedimientos a realizar en caso de un sismo y como de actuar los alumnos antes durante y después de una emergencia. 7 Agradecimientos Agradecemos el apoyo para desarrollar este proyecto a la Universidad Nacional de San Agustı́n, al Vice-rectorado de Investigación de la Universidad Nacional de San Agustı́n, al Instituto Nacional de Defensa Civil INDECI, y a la Institución Educativa Pre Universitaria de Ciencias Marianista Referencias 1. Cohen, R.E.: Lecciones aprendidas durante desastres naturales: 1970-2007. 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In: Gamifica- tion for Human Factors Integration: Social, Education, and Psychological Issues. IGI Global (2014) 272–289 8. Wahyudin, D., Hasegawa, S.: The role of serious games in disaster and safety education: An integrative review. In: Workshop Proc. of the 25th International Conference on Computers in Education (ICCE 2017). (2017) 180–190 9. Gampell, A.V., Gaillard, J., Parsons, M., Fisher, K.: Beyond stop disasters 2.0: an agenda for exploring the contribution of video games to learning about disasters. Environmental Hazards 16(2) (2017) 180–191 10. Thangagiri, B., Naganathan, R.: Online educational games-based learning in dis- aster management education: Influence on educational effectiveness and student motivation. In: Technology for Education (T4E), 2016 IEEE Eighth International Conference on, IEEE (2016) 88–91 11. Perreault, G., Perreault, M.W., Van Dyke, M.: The power of digital games in dis- aster preparation and post-disaster resilience. 2017 International Communication Association Conference (2017)