Intégration de jeux numériques à l’école et analytique de l’apprentissage

1. Intégration de jeux numériques à l’école
et analytique de l’apprentissage
Baltasar Fernandez-Manjon
balta@fdi.ucm.es @baltaFM
Grupo e-UCM www.e-ucm.es
10/05/2019, Université de Fribourg, CH

2. Quand on parle de jeux numériques, nos
élèves s'attendent...
mais la réalité est un peu différente.

3. Jeux Sérieux Numériques (Serious Games)
• Jeux vidéo qui n’ont pas seulement un caractère ludique
• Applications des jeux avec des objectifs différents
• Enseignement
• Entraînement
• Sensibilisation
• Marketing ou publicitaire
• Recrutement
• ……
• Jeux Sérieux utilisés avec succès dans différents domaines d'application
• Militaire
• Médical
• Économie/ entreprises

8. Jeux Numériques,
Jeux Sérieux,
Simulation
Gamification
https://www.gamified.uk/2016/04/21/simulation-breaks-free-game-thinking/

9. Perception continue
du progrès
Difficulté
progressive
Cycle de
feedback court
Los Juegos Serios: Características
Défis
Exploration
libre et sûre
Immersifs
(narrative)Engageants
et motivants
Les jeux sont …

10. Les jeux: environnements d'apprentissage motivants
● Les jeux vidéo réussissent parce qu'ils sont motivants
○ Les élèves motivés apprennent mieux
● Les élèves jouent un rôle actif
○ Prendre des décisions et voir le résultat de leurs décisions
● Apprentissage "authentique "
○ Découvrir et appliquer ces connaissances.
○ Environnements sûrs pour les essais et les erreurs
Brise la durée d'attention
typique de 10 minutes

11. Taxonomie de Bloom
http://www.celt.iastate.edu/teaching-resources/effective-practice/revised-blooms-taxonomy/
Jeux
Jeux

12. Jeux et apprentissage
• Les jeux sont un mécanisme d'apprentissage naturel
• Les humains apprennent des comportements complexes en
jouant
• Par exemple, compétences sociales
• Permettre de développer les aspects souhaitables
• Résilience
• Persistance
• Tolérance à l'échec
• Les erreurs comme occasion d'apprendre

13. The Oregon Trail (1971)
https://archive.org/details/msdos_Oregon_Trail_The_1990

15. Jeux pour l'école – Math -: TreeFrog Treasure
15
http://play.centerforgamescience.org/treefrog/

16. Dépôts de jeux sérieux
16
http://www.gamesforchange.org/
http://gameswithpurpose.org/

17. Versions éducatives des jeux commerciaux
Miller, J., Vázquez-cano, E., & Obligatoria, S. (2015). Exploring Application, Attitudes and Integration of Video Games: MinecraftEdu
in Middle School. Educational Technology & Society, 18(3), 114–128.

18. Les éditeurs éducatifs commencent à
produire des jeux
'Big Three' Publishers Rethink K-12 Strategies - http://www.edweek.org/dd/articles/2013/02/06/02textbooks.h06.html

19. Cependant, l'adoption des jeux sérieux dans
l'éducation formelle est limitée
• coût élevé de développement de nouveaux jeux
• la difficulté d'évaluer l'apprentissage acquis
• peu de jeux sérieux ont été évalués formellement et
d’habitude on le fait avec un nombre très limité d'utilisateurs
• Enseignants ...

20. Rôle de professeur avec des jeux ?
• Ils exigent un effort auquel les professeurs ne se considèrent pas
souvent préparés.
• Maîtrise de la technologie
• ‘Subversion’ de l'autorité
• Les élèves qui peuvent mieux utiliser les jeux que le professeur
• Contrôle de classe - les élèves cachés derrière le dispositif
• Évaluation des connaissances acquises
• Même si les élèves apprennent, pourront-ils réussir l'examen écrit ?
Baltasar Fernández-Manjón, Pablo Moreno-Ger, Ivan Martínez-Ortiz, Manuel Freire (2014) Retos de los
juegos educativos. NOVATICA 230, octubre-diciembre 2014, pp. 7-14, año XL

21. H2020
Projets
européens
Ivan Perez-Colado, Cristina Alonso-Fernandez, Manuel Freire, Iván Martínez-Ortiz, Baltasar Fernández-Manjón (2018): Game Learning
Analytics is not informagic!. IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), April 18-20, 2018, Santa Cruz de Tenerife, Canary
Islands, Spain.
Généraliser et simplifier l'analyse
des données des utilisateurs de
jeux pour les jeux sérieux
Realising an Applied Gaming Eco-System

22. xAPI Serious Games application profile
• Nouveau modèle d'interactions
standard élaboré et mis en
œuvre en Expérience API (xAPI)
par UCM avec ADL (Ángel Serrano
et al, 2017).
• Le modèle permet le tracking de
toutes les interactions dans le jeu
sous la forme de traces xAPI
(p. ex. niveau commencé ou terminé,
interactions avec le NPC ou les objets
du jeu, les options choisies, le score a
augmenté)
https://www.adlnet.gov/serious-games-cop

23. Utilisation et validation du jeu :
Modèle de boîte noire
● uniquement la communication des résultats finaux
● aucune information sur les progrès de l'apprentissage
en temps réel
● complique l'intégration externe
Méthode d'évaluation habituelle : questionnaires pré-
post (Calderón & Ruiz, 2015).
● Il ne détecte pas les changements dans l'apprentissage
au fur et à mesure qu'ils se produisent.

24. Évaluation formelle pre-post
• L'évaluation formelle des jeux
est très coûteuse et complexe.
• Pré-test
• Post-test
• Très peu de jeux ont fait l'objet
d'une évaluation formelle
• Peut-on obtenir des résultats
similaires avec l'analyse de
l'apprentissage en comparaison
aux tests pré-post ?
24

25. Utilisations de l'analyse de l'apprentissage du
jeux (game learning analytics)
• Test de jeu - analyse de jeu
• Le jeu est-il fiable ?
• Combien d'élèves ont fini le jeu ?
• Temps moyen pour terminer le jeu ?
• Déploiement du jeu en classe - outils pour les enseignants
• Information en temps réel pour soutenir l'enseignant
• Évaluation ‘furtive’ de l'élève (“Stealth” assessment)
• Soutenir une recherche plus scientifique basée sur le jeu
• Évaluation formelle du jeu
• Du test pré- et post-test à l'évaluation basée sur les données d'analyse de
l'apprentissage par le jeu

26. Applications en temps réel : enseignants
Jeux dans la salle de classe
Les tableaux de bord fournissent des
informations sur les interactions des élèves :
● Choix d'alternatives correctes et
incorrectes
● nombre total de joueurs de la session
● progression des joueurs par partie
complétée
● parties commencées et terminées

27. Real-time applications: teachers
● Les tableaux de bord
fournissent des informations
générales
● Les situations spécifiques
peuvent nécessiter des actions
immédiates de la part des
enseignants
• exemple, un joueur inactif depuis
trop longtemps
● Des alertes et des
avertissements peuvent être
déclenchés dans ces situations.

28. Cyberbullying: Conectado jeux
www.e-ucm.es/conectado

29. Conception pédagogique
● Jeu d'aventure - les sentiments et les émotions sont importants
● Situations réelles familières pour les élèves
● Événements basés sur la prise de décision de l'utilisateur
(mais pas d'options d'agression)
● Scénarios basés sur la recherche sur le bullying et le cyberbullying
● Différents rôles de bullying représentés
● Conçu pour être utilisé en classe

30. Mécanique du jeu
Seminario eMadrid sobre Serious gaes 2017-02-24 30
Nouvel élève à l'école
Se produit pendant 5 jours
Les mini-jeux comme "cauchemars".
Implications des réseaux sociaux

31. L'expérience : validation initiale
Avec des élèves de 3 écoles (Madrid, Saragosse, Teruel)
257 étudiants
223 Pré-post et gameplays valides (121 hommes et 102 femmes))
Antonio Calvo-Morata, Dan-Cristian Rotaru, Cristina Alonso-Fernandez, Manuel Freire, Iván Martínez-Ortiz, Baltasar
Fernández-Manjón (2018): Validation of a Cyberbullying Serious Game Using Game Analytics. IEEE Transactions on
Learning Technologies

32. Augmente significativement la perception de
cyberbullying
Wilcoxon paired test, p<0.001
5.72
6.38

33. This article presents the results of how the serious game Conectado has
been tested with93 actual teachers in eight schools and with 113
educational sciences students in two university centers.
Conectado has been well accepted, and both teachers and students of
educational sciences see it as a usefultool for classroom use, which can
help to promote empathy with victims and raise bullying awareness
among their students

34. Les enseignants utiliseront-ils le jeu ?
Guide de l'enseignant
(créé en collaboration avec les éducateurs de l'ESCUNI)

35. Le jeux DownTown
• Serious Game conçu et développé pour
apprendre aux jeunes trisomiques à se
déplacer dans la ville en utilisant le métro.
• Évalué auprès de 51 personnes ayant des
déficiences cognitives (principalement le
syndrome de Down)
• 42 utilisateurs avec toutes les données
• 3h Gameplay/Utilisateur
• 300K d'analyse de données xAPI (traces) à
analyser
Ana Rus Cano, Alvaro Garcia-Tejedor, Baltasar Fernández-Manjón (2018): Using Game Learning Analytics for Validating
the Design of a Learning Game for Adults with Intellectual Disabilities. The British Journal of Educational Technology

36. Downtown
• Des exigences de l'utilisateur à la
conception d'un jeu et de ses observables
• En savoir plus sur ce que les personnes
atteintes du trisomie apprennent et
comment elles le font.
36

37. Hyp 1 : Les utilisateurs préfèrent s'identifier avec
l'avatar • REFUTÉE
• Aucun des utilisateurs n'a sélectionné l'avatar
avec les caractéristiques Down malgré que les
entraîneurs leur aient montré l'avatar et leur
aient indiqué que ce personnage était Down.
• La majorité des utilisateurs ont utilisé le
personnage préconfiguré bien qu'on leur ait
demandé de personnaliser les avatars au début
de la session de jeu.
• Nous n'observons pas de preuves significatives
dans les comportements de jeu des utilisateurs
entre ceux qui personnalisent le personnage et
ceux qui ne le font pas, mais il peut être
significatif que la majorité des utilisateurs qui
ont changé l'avatar soient Down.
37

38. Hyp : les utilisateurs avec la trisomie sont engagés et
motivés tout en apprenant avec le jeu vidéo
38
12:01:30 AM
12:01:03 AM
12:00:59 AM12:00:59 AM
12:00:50 AM
12:01:00 AM
12:00:36 AM12:00:38 AM
0:00
0:17
0:35
0:52
1:09
1:26
1:44
1 2 3 4 5 6 7 8
• Temps d'inactivité réduit dans
une moyenne de 70,7% de la
session #1 à la session #8
• Environnement
d'apprentissage positif et
motivant (98,2% des
utilisateurs montrent une
amélioration et un
engagement dans l'exécution
des tâches du jeu vidéo)
Evolution moyenne du temps d'inactivité
avgtime
game session

39. First Aid - RCR et premiers soins jeux
• Collaboration avec le Centro de Tecnologias Educativas de Aragon, Espagne
• Identifier un arrêt cardio-pulmonaire et enseigner comment faire une
réanimation cardiorespiratoire aux élèves des écoles intermédiaires et
secondaires.
• Jeu validé, en 2011, 4 écoles avec 340 élèves
Marchiori EJ, Ferrer G, Fernández-Manjón B, Povar Marco J, Suberviola González JF, Giménez Valverde A. Video-
game instruction in basic life support maneuvers. Emergencias. 2012;24:433-7.

40. Expériences : collecte de données
227 élèves de 12 à 17 ans
Jeu reconstruit avec uAdventure
Chaque élève a fait:
• Pré-test (questions à choix multiples)
• Gameplay complet (traces xAPI)
• Post-test (questions à choix multiples)
104 variables identifiées pour chaque joueur.

41. Nouveaux usages des jeux basés sur la science des
données appliquées aux données analytiques
- Éviter les pré-tests : utiliser les jeux pour l'évaluation
- Éviter les post-tests : Jeux pour l'enseignement et la mesure de l'apprentissage
avec ou sans pré-test.

42. uAdventure: outil de création de jeux
Outil de création de jeux point-and-click
d'aventure éducatifs
Ancien moteur de jeu eAdventure (en Java)
Plate-forme mise à jour sur Unity
open source et gratuit
Intégration complète de l'analyse de
l'apprentissage des jeux dans uAdventure
Jeux avec des traces xAPI par défaut
On peut créer des jeux géolocalisés

43. Game Development Platform: uAdventure

44. uAdventure: geolocalized serious games
Geolocalized default analytics visualization
New Geolocalized game scenes and actions

45. Et ce n'est que le début....
• Expériences plus immersives avec interaction naturelle
• Des narratifs plus enveloppants et contextuels
• Feedback haptique
• Environnements hyperconnectés et géolocalisés
• L'apprentissage comme expérience

46. Et ce n'est que le début....
• Expériences plus immersives avec interaction naturelle
• Des narratifs plus enveloppants et contextuels
• Feedback haptique
• Environnements hyperconnectés et géolocalisés
• L'apprentissage comme expérience

47. Avec les jeux sérieux, on peut contribuer à …
• Du " cours " à une expérience immersive et interactive, efficace et
motivante
• De la "mémorisation des contenus" à la découverte et à l'application
des connaissances
• Grâce à cette expérience, on cherche à obtenir un vrai changement
dans les connaissances et les attitudes des élèves
“The essential difference between emotion and reason
is that emotion leads to action, while reason leads to
conclusions.” You want action! (Donald B. Calne)

48. 48
Merci beaucoup !
Gracias!
Questions?
• Mail: balta@fdi.ucm.es
• Twitter: @BaltaFM
• www.e-ucm.es
• GScholar: https://scholar.google.es/citations?user=eNJxjcwAAAAJ&hl=en&oi=ao
• ResearchGate: www.researchgate.net/profile/Baltasar_Fernandez-Manjon
• Slideshare: http://www.slideshare.net/BaltasarFernandezManjon