Design and development of a serious game prototype for learning vocabulary in students with ASD

Trabajo de Fin de Máster en Ingeniería Informática, Facultad de Informática UCM, Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial, Curso 2020/2021.Los Trastornos del Espectro Autista (TEA) son trastornos del neurodesarrollo que afectan principalmente a la comunicación y las relaciones sociales, pero también al aprendizaje en colegios e institutos. Entre los obstáculos que se presentan en la etapa escolar de estos niños cabe destacar la dificultad para adquirir vocabulario. Es un problema que a su vez genera otros problemas al no poder realizar una comunicación efectiva. Por otra parte, los niños que padecen de estos trastornos han demostrado tener una gran afinidad con las nuevas tecnologías al resultarles atractivas e intuitivas. Existen gran cantidad de líneas de investigación que introducen la tecnología en las aulas, también líneas específicas para niños con TEA, entre las que se encuentran los juegos serios (juegos con un propósito distinto al meramente lúdico). Estos han demostrado ser una manera efectiva de ayudar a adquirir conocimientos a los alumnos mientras disfrutan jugando. Se ha visto que dentro de estas líneas específicas para alumnos con TEA existen algunos prototipos que pueden ser útiles, pero que tienen ciertos errores de diseño, por ejemplo, sobresaturar la pantalla con detalles que distraen al niño, o también que no se encuentran disponibles para todas las plataformas, o son de pago. Es por esto que en este trabajo se propone la creación de un prototipo de juego serio, al que se le ha dado el nombre de “CrazyWords”, a fin de ayudar a solucionar el problema de aprendizaje de vocabulario, haciendo que el proceso sea entretenido, intuitivo y eficaz. Este además estará integrado en un entorno que permita a los profesores realizar el seguimiento del alumno y personalizar su experiencia de juego. El entorno completo será gratuito y de código abierto para favorecer futuras investigaciones y desarrollos, y el juego además será multiplataforma para que se encuentre al alcance de cualquiera. Para el desarrollo de este juego serio es necesaria una fuerte fase de diseño, la cual ha sido guiada principalmente por las nuevas metodologías de enseñanza para niños con TEA, como son TEACCH, PECS y DTT, y por el framework de diseño de juegos serios creado por Khowaja, centrado específicamente en el aprendizaje de niños con TEA y todavía más concretamente en el aprendizaje de vocabulario. Con las pautas de este framework mezcladas con las metodologías de enseñanza creadas para estos alumnos, se obtiene un resultado con una alta probabilidad de éxito al reducirse en gran medida los errores de diseño, dadas las restricciones que imponen estos trastornos. Quedan abiertas varias vías con las que continuar este desarrollo, entre las que se encuentran: llevar a cabo una validación por un equipo expertos, ampliar las funcionalidades que incorpora el juego serio, probar el entorno con alumnos reales, e incluso diseñar y desarrollar nuevos juegos serios que se integren en el entorno junto a este para atajar otros problemas del aprendizaje.The autism spectrum disorders (ASD) are neurodevelopmental disorders that principally affect communication and social relationships as well as learning in schools and high schools. Among the obstacles presented in the school stage of this children it is remarkable the difficulty for obtaining vocabulary. It is a problem that generates at the same time some other problems occasioned by a non-effective communication. On theo ther hand, children that suffer these disorder shave demonstrated having a high affinity with new technologies as they seem to them attractive and intuitive. There are an amount of lines of research that introduce technology in classrooms, also specific lines of research for children with ASD, including serious games (games with a purpose other than merely playful). They have demonstrated being an effective way to help students acquire Knowledge while they are having fun. All things considered that in these specific lines for students with ASD exist some prototypes that can be useful, but they present some design mistakes, such as overload the screen with lots of details that distractthe child, or they are not available for all platforms, or they are provided upon payment. Due to all of this, in this work it is proposed the creation of a serious game prototype, which is named “CrazyWords”, in order to help to solve the vocabulary learning problem making of it an entertaining, intuitive and effective process. Furthermore, it is going to be integrated into an environment that allows teachers to carry out a monitoring of the pupil and personalize the game experience. The complete environment will be free and open source to boost future research and development, and the game will be multi-platform in order to be accessible to anyone. For the development of this serious game, it is necessary a big design stage, which has been principally guided by the new teaching methodologies for children with ASD, such as TEACCH, PECS and DTT, and by the serious game design framework created by Khowaja, focused specifically on the learnig of children with ASD but even more concretely in the learning of vocabulary. With the guidelines of this framework mixed with the teaching methodologies created for these students, a result with a high success probability is obtained by greatly reducing design errors, given the restrictions imposed by these disorders. Remain open some investigation lines to continue with this development, among tema refound: carry out a validation by an expert team, increase the functionalities that the serious game incorporates, test the environment with real students, and even design and develop new serious games integrated with the environment beside to the one developed to check other learning problems.Depto. de Ingeniería de Software e Inteligencia Artificial (ISIA)Fac. de InformáticaTRUEunpu

Sistemas de recomendación aplicados a jueces en línea

Un sistema de recomendación aplicado a jueces en línea, como bien muestra el título de este documento, aúna dos conceptos que deben entenderse previamente. El primer concepto de ellos es el de recomendador. Un recomendador es un sistema de filtrado de información que busca predecir la preferencia de un usuario respecto a un conjunto de elementos. El objetivo de los recomendadores, por lo tanto, es facilitar las búsquedas del usuario dentro de una plataforma, de manera que al usuario se le faciliten elementos personalizados que tienen relación con el comportamiento que este genera bajo la plataforma. El segundo concepto es el de juez en línea. Un juez en línea funciona como un repositorio de ejercicios que un usuario puede hacer y enviar, para así obtener un veredicto. Los jueces en línea son, por lo tanto, un tipo de plataformas orientadas a la resolución de ejercicios de programación, con la finalidad de que los usuarios puedan intentar las propuestas de problemas que cada plataforma tenga y comprobar el estado de sus envíos. Este estado indica si el envío es correcto o incorrecto y a su vez incorpora información extra como el tiempo de ejecución o el consumo de memoria. Este trabajo, por lo tanto, consiste en el estudio de recomendadores y jueces en línea con alto detalle, para así poder aunar el mundo de los recomendadores y centrarlos en estas plataformas, llegando a redactar varios modelos de recomendación y evaluarlos sobre un caso real de juez en línea, como es el de la plataforma ¡Acepta el reto!

Añadiendo mecanismos de ayuda en un juez on-line automático para soporte a mentorías académicas

Todos los jueces en línea, incluído en sus inicios ¡Acepta el reto! (https://www.aceptaelreto.com) desarrollado por profesores de la UCM, adolecen de un problema de realimentación al usuario: cuando el visitante hace un envío incorrecto el sistema no es capaz de dar información específica del error. El documento es la memoria final de un Proyecto de Innovación y Mejora de la Calidad Docente (PIMCD) de 2017/2018 en el que se puso en marcha un sistema de pistas en el juez