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Digital Education: Gamification F.2 / Aus Punkt 1 Einleitung: Studierende, Schüler:innen sowie Berufstätige stehen vor der Herausforderung, sich dazu zu motivieren, zu lernen (Behr, Giese, Teguim Kamdjou & Theune, 2021; Prensky, 2003; Rinn et al., 2022). Bei vielen Lernenden führt dies zu Problemen wie verlängerten Studiendauern oder einem hohen Stresslevel (Rinn et al., 2022; Schaller, 2017). Die Lernmotivation zu steigern, ist entscheidend, da sie zu einem stärkeren Engagement und besseren Lernerfolgen führt (Habgood, 2007). Gamification ist ein Ansatz, um die Lernmotivation zu verbessern. Gamification bezeichnet die „Benutzung von Spieldesignelementen in spielfremden Kontexten“ (Deterding, Dixon, Khaled & Nacke, 2011, S. 10). Das Lernen erfolgt dabei durch sogenannte Game-based Learning (GBL) Anwendungen. Bei derartigen Anwendungen kommen Spielmechaniken zum Einsatz, z.B. Punkte, Abzeichen, Bestenlisten oder Level (Blohm & Leimeister, 2013). Forschende weisen darauf hin, dass die Studien, welche sich mit den Auswirkungen einzelner Mechaniken auf die Lernmotivation befassen, nicht ausreichen (z. B. Khosrawi-Rad, Grogorick & Robra-Bissantz, 2021; Nacke & Deterding, 2017; Schöbel, Söllner & Leimeister, 2016; Seaborn & Fels, 2015). Die meisten Artikel zeigen lediglich die Effekte ganzer GBL Anwendungen auf, beziehen sich auf einen spezifischen Anwendungskontext oder untersuchen die einzelnen Spielmechaniken nur am Rande (ebenda.). Vor diesem Hintergrund zielt dieser Beitrag darauf ab, die Motivationswirkungen einzelner Spielmechaniken zum Lernen detaillierter zu untersuchen. Die zu beantwortende Forschungsfrage lautet: Inwiefern motivieren in GBL Anwendungen eingesetzte Spielmechaniken unterschiedlich zum Lernen?

Tesis por compendio / [ES] Esta tesis tiene como objetivo promover la colaboración entre profesores de L2, profesionales de las Tecnologías de la Información y estudiantes de L2 que abordan la tecnología del siglo XXI con una mentalidad digital. Específicamente, busca proporcionar soluciones prácticas para la memorización y el compromiso eficientes del vocabulario SL/LE/L2 mediante el uso mnemónico de memoria espacial y entornos inmersivos. Metodológicamente cuenta con la recopilación de datos numéricos analizados estadísticamente y con la exploración subjetiva compartida por los participantes. El texto es un compendio de artículos publicados que destacan diferentes aspectos del contenido de la tesis. El autor tuvo en mente una pregunta común para los estudios cuantitativos: si el enfoque experimental demostraría resultados estadísticamente significativos en comparación con las técnicas de control donde las preguntas abiertas eran la base para las investigaciones cualitativas. Además, se utilizaron encuestas para obtener opiniones en un formato estandarizado. Todos los estudios realizados demostraron la efectividad de la espacialización mnemotécnica en combinación con AR, VR y dentro de un videojuego exploratorio, y reunieron información valiosa de los participantes individuales. Investigaciones complementarias confirmaron la predilección de los estudiantes por cursos personalizados y la necesidad de innovaciones didácticas. / [CA] Aquesta tesi té com a objectiu promoure la col·laboració entre professors de L2, professionals de les Tecnologies de la Informació i estudiants de L2 que aborden la tecnologia del segle XXI en una mentalitat digital. Específicament, persegueix proporcionar solucions pràctiques per a la memorització i el compromís eficients del vocabulari SL/L1/L2 mitjançant l'ús mnemònic de memòria espacial i entorns immersius. Metodològicament compta amb la recopilació de dades numèriques analitzades estadísticament i amb l'exploració subjectiva compartida pels participants. El text és un compendi d'articles publicats que destaquen diferents aspectes del contingut de la tesi. L'autor va tindre en ment una pregunta comuna per als estudis quantitatius: si l'enfocament experimental demostraria resultats estadísticament significatius en comparació a les tècniques de control on les preguntes obertes eren la base per a les investigacions qualitatives. A més, es van utilitzar enquestes per a obtenir opinions en un format estandarditzat. Tots els estudis realitzats van demostrar l'efectivitat de l'espacialització mnemotècnica en combinació amb AR, VR i dins d'un videojoc exploratori, i van reunir informació valuosa dels participants individuals. Investigacions complementàries van confirmar la predilecció dels estudiants per cursos personalitzats i la necessitat d'innovacions didàctiques. / [EN] This thesis is aimed at promoting collaboration among L2 teachers, IT professionals, L2 students tackling 21st century technology, and the modern digitally minded public. Specifically, it seeks to provide practical solutions for efficient SL/FL/L2 vocabulary memorisation and engagement via the use of visuospatial mnemonics in immersive environments. Methodologically it counts on a collection of numerical data analysed statistically and by exploring a subjective perspective shared by the participants. The manuscript is a compendium of published papers that highlight different aspects of the thesis content. The author kept in mind a common question for quantitative studies which was if the experimental approach would demonstrate statistically significant results in comparison to control techniques while open-ended questions were the base for qualitative inquiries. In addition, surveys were used to obtain opinions in a standardized format. All the studies conducted both demonstrated the effectiveness of mnemonic spatialization in combination with AR, VR and within an explorative videogame, and collected valuable insights from individual participants. Supplementary research confirmed students' predilection for tailor-made courses and the need for didactic innovations. / Larchen Costuchen, A. (2023). Spatial Mnemonics for L2 Vocabulary Recall. Customized Training for 21st Century Students [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195731 / Compendio

遊戲式學習已被證實能夠有效提升學習者的學習成效，而遊戲的愉悅度是否設計得越強烈，對學習成效越有幫助，是個值得探索的問題。此外，遊戲過程中，有哪些遊戲設計要素能夠影響學習成效，同時讓學習者在遊戲中亦能夠感到趣味性，進而達到學習目標，值得我們關切。再者，學習的專注力及情緒在學習型遊戲設計中，也是必須納入考量的面向。因此，本研究分別探討兩款在遊戲設計要素上具有顯著差異的英文單字學習APP，對於學習者學習成效、專注力、放鬆度及單字記憶保留上的影響。 本研究以馬祖高中高三的36位學生為研究對象，根據英語字彙前測成績及性別將其隨機分派至兩款在遊戲設計要素上具有顯著差異的英文單字學習APP，進行四週的英語字彙學習。結果顯示遊戲設計要素較低的組別的學習者，在英文單字學習成效、單字記憶保留上的成效均顯著優於遊戲設計要素較高組別學習者，同時放鬆度亦較高，而專注度不如遊戲設計要素較高的組別，且各依變項間彼此有顯著的正相關。此外，本研究亦進一步證實性別差異存在於不同遊戲設計要素的英語字彙學習APP中，在遊戲設計要素較低的英文單字學習APP中，發現女性學習者擁有顯著較優的英語字彙學習成效及記憶保留度。而本研究也發現「符合程度的挑戰性」為設計遊戲式英文單字學習APP時最需要重視的遊戲設計要素。 綜上所述，本研究證實相較於遊戲設計要素較高的高刺激性英文單字學習APP，遊戲設計要素較低的低刺激性英文單字遊戲APP對於學習成效、單字記憶保留上具有較正面的效應。此一結果顯示像英語字彙學習這樣的認知型學習，在遊戲設計上並不適合納入刺激性較高的遊戲設計要素。此外，對遊戲設計者來說，未來設計英文單字遊戲學習APP時，亦應將性別差異納入設計考量，同時儘可能在遊戲娛樂性及教育性中取得平衡。 / Game-based learning has been proved to effectively boost learners’ learning performance, while whether more enjoyment designed in the game brings better learning performance remains unknown. Besides, what game design factors will affect learning performance and simultaneously keep learners interested in the game is also worth investigating. Moreover, attention and emotion are two dimensions which should be taken into account when designing learning games. As a result, this study tries to assess the effects of using two different English vocabulary learning APPs with significantly different game design factors on learners’ performance, sustained attention, meditation, and vocabulary memory retention, respectively. A pilot study was conducted beforehand to examine whether the two considered English vocabulary game APPs differ significantly in game design factors including concentration, feedback, challenges match player skills, control, and immersion. In the formal study, thirty-six Grade 12 students from Matsu senior high school participated in this study. They were randomly divided into two experimental groups based on gender and pretest scores, separately using two English vocabulary game APPs with significantly different game design factors for English vocabulary learning. The study lasted for four weeks. Analytical results show that students using game with lower scores in game design factors generated significantly better vocabulary learning performance, memory retention and meditation level than those using game with higher scores in game design factors, while sustained attention level was lower. Also, they were significantly correlated to one another. Moreover, this study further confirms that gender differences existed among English vocabulary learning games with different game design factors. Girls were found to have significantly better English vocabulary learning performance and memory retention in the game APP with lower scores in game design factors. Furthermore, “challenge matches players’ skill” was found to be the most important game design factor when designing game-based English vocabulary learning APPs. In conclusion, this study confirms that English vocabulary game APPs with lower exciting elements have more positive learning effects on learning performance, memory retention than those with higher scores in game design factors. The result indicates that when designing games, higher exciting game design factors are not suitable for cognitive learning, such as English vocabulary learning. Finally, this study provides suggestions for future game-design developers to take gender differences into consideration when designing English vocabulary learning game APPs, and meanwhile tries to strike the balance between educational purpose and entertainment of the game APPs.

The rise of digital technology has transformed nearly every part of our daily lives, including the way we learn and memorize. Such transformations raise interesting questions for one of the most long-standing and demanding memorization tasks in the world: the memorization of the Islamic holy book, The Qur’an. For Muslims, The Qur’an is a timeless, sacred text, cradling within its covers many profound images, stories, and parables. Despite rigorous research in the fields of game design and memorization techniques, very little work has been done in combining these two areas of research to create a game-based memorization experience of The Quran. This thesis synthesizes game design elements with existing memorization techniques to foster a more engaging, enriching, and inspiring Qur’an memorization experience.

The diploma thesis deals with interdisciplinary teaching and learning approaches at the level of a planned curriculum. The theoretical part is devoted to the issues of interdisciplinary teaching and learning approaches, description of school-age children and game-based learning. It includes the concepts of integration in teaching, numeracy, instructor, learning, motivation and game-based learning. There is also mentioned the Framework Educational Program for Primary Education, key competencies and its selected educational areas. The practical part contains a set of activities that integrate interdisciplinary teaching and learning. For each activity there is a description of its realization from the point of view of the author of the diploma thesis.

Les micromondes de programmation sont des environnements restreints et interactifs, dans lesquels l’apprenant apprend en interagissant avec des entités visuelles ou tangibles, sémantiquement liées à des concepts de programmation formels. Ils favorisent l’assimilation de connaissances et la compréhension de concepts abstraits de programmation au moyen de métaphores visuelles et d’expériences ludiques. Cette thèse tente d’apporter des avancées théoriques et méthodologiques sur la conception et l’évaluation de tels environnements, qui sont connus pour avoir un grand potentiel sur l’apprentissage sans que cela ne soit démontré. Les micromondes étant des environnements d’apprentissage par le jeu, nous avons tout d’abord examiné la question du jeu et son lien à l’apprentissage. En nous appuyant sur une revue de la littérature, nous avons souligné au même titre que certains auteurs, la nécessité de distinguer le jeu-game (l’artefact informatique) du jeu-play (la situation qui découle des interactions avec le jeu-game). Le but étant de situer l’apprentissage et d’aboutir à des éléments de conception et d’évaluation de l’apprentissage. Nous nous sommes ensuite intéressés aux recherches en didactique de l’Informatique, afin d’identifier les approches d’enseignement les plus répandues visant à palier les difficultés d’apprentissage de la Programmation Orientée-Objet ( POO ) rencontrées par des débutants. Nous avons défini une nouvelle approche didactique pour l’introduction de la POO . Suite à cela, nous avons défini les dimensions de conception d’un micromonde, que nous désignons comme un système de représentation transitionnel, dans lequel l’apprenant développe des connaissances sur les concepts formels et abstraits de la programmation, suite à ses interactions avec l’interface du micromonde. Les avancées théoriques et méthodologiques apportées ont été mises en œuvre dans un nouveau micromonde de POO fondé sur un jeu de construction et d’animation 3D appelé PrOgO. PrOgO implémente un système de représentation transitionnel, dans lequel les concepts fondamentaux de la POO sont représentés par des graphiques 3D visuels et interactifs. Il crée un jeu-play qui découle des interactions de l’apprenant avec son interface. Jouer avec PrOgO consiste à imaginer, créer et animer des constructions 3D significatives. PrOgO peut également être déployé dans une classe multi-dispositifs, grâce au framework Tactileo conçu à cet effet. Dans l’évaluation de l’apprentissage, nous utilisons des méthodes relevant de l’analyse de l’apprentissage, par la collecte et l’analyse de traces d’interaction pour la classification et la caractérisation des apprenants. En complément à cela, nous examinons l’état des connaissances d’apprenants, au travers de tests de vérification de connaissances. Nous tentons également d’identifier par l’analyse statistique, les actions et les comportements d’apprenants qui déterminent leur progression dans l’évaluation pré/post de l’acquisition des connaissances. / Programming microworlds are small and interactive environments, in which the learner learns from his interactions with visual or tangible entities having a strong semantic link with formal programming concepts. They promote knowledge assimilation and abstract programming concepts understanding by the use of visual metaphors and play. This thesis attempts to contribute to theoretical and methodological advances regarding the design and the assessment of such environments, which are known to have a great potential on learning without any evidence on that. As microworlds are game based learning environments, we first examined the gaming issue and its relation to learning. Based on a literature review, we emphasized as some authors, the need to distinguish between the game (the computing artefact) and the play (the situation that is triggered by the interactions with the game). The purpose is to analyze learning and establish concepts that will guide the design and the evaluation of learning. Then we reviewed some research on Computer Science Education, with the view to identify some widespread teaching approaches that address beginners’ difficulties in learning Object-Oriented Programming (OOP). We defined a new didactic approach for OOP introduction. We then defined the design dimensions of a microworld, we refer to as a transitional representation system, in which the learner develops knowledge on programming abstract and formal concepts, as a result to his interactions with the microworld interface. We have implemented the theoretical and methodological advances we provided, in a new OOP microworld based on a 3D constructive and animation game called PrOgO. PrOgO implements a transitional representation system, in which basic OOP concepts are depicted with visual and interactive 3D graphics. It enables play that arises from the learner’s interactions with its interface. Playing with PrOgO involves to imagining, creating and animating significant 3D constructions. PrOgO can be also deployed within a multi-device classroom through the Tactileo framework, we designed for that purpose. In the evaluation of learning, we use methods belonging to learning analytics by the collection and the analysis of digital interaction logs, with the view to classify and characterize learners. In addition to this, we examine the state of learners’ knowledge through test knowledge verifications. We also attempt to examine through statistical analysis, the learners’ actions and behaviours that affect their progress in pre/post evaluations of gained knowledge.

Les personnes hospitalisées pour un problème cardiaque présentent un risque important d’insuffisance cardiaque aiguë (ICA). L’ICA qui n’est pas reconnue ou prise en charge rapidement par l’équipe de soins est associée à un important taux de mortalité. Le raisonnement clinique infirmier (RCI), soit le processus cognitif d’interprétation des données recueillies lors de l’évaluation de la santé d’une personne, est essentiel à la reconnaissance et la prise en charge de l’ICA. Les jeux sérieux sont des interventions de formation pouvant être offertes sur des supports numériques (p. ex., ordinateurs) et qui pourraient améliorer le RCI en offrant une expérience d’apprentissage engageante et intrinsèquement motivante. En s’appuyant sur le modèle de développement d’interventions de Czajkowski et al. (2015), cette thèse par articles présente une étude dont le but était de développer et d’apprécier l’apport d’un jeu sérieux (SIGN@L, en référence aux signes et symptômes d’ICA et au support numérique du jeu sérieux) afin de soutenir l’engagement, la motivation intrinsèque et le développement du RCI en contexte d’ICA d’étudiantes et d’étudiants en sciences infirmières. Le jeu sérieux SIGN@L a été développé par l’étudiant-chercheur d’après le modèle théorique d’apprentissage par le jeu d’Alexiou et Schippers (2018) et les résultats de deux revues systématiques (Maheu-Cadotte et al., 2021b; Maheu-Cadotte et al., 2021c). D’après le modèle théorique retenu, le jeu sérieux combine trois couches constitutives afin de soutenir l’engagement et la motivation intrinsèque lors de l’apprentissage : des mécaniques de jeu, une trame narrative et une esthétique. Les revues systématiques ont apporté des appuis empiriques au design de SIGN@L. Ce dernier est conçu pour être utilisé individuellement, avec un ordinateur personnel et pour environ 20 minutes. Nous avons apprécié l’apport de SIGN@L par un devis multiméthodes (Maheu-Cadotte et al., 2022). Le volet quantitatif était un essai croisé. Nous avons recruté 28 étudiantes et étudiants en sciences infirmières qui ont été répartis aléatoirement à deux séquences de prototypes du jeu sérieux : SIGN@L-A (version complète) suivi ou précédé de SIGN@L-B (comprenant seulement certaines mécaniques de jeu et une esthétique fonctionnelle). Les participantes et participants ont rempli des questionnaires en ligne après leur utilisation de chacun des prototypes et ont rapporté des niveaux d'engagement et de motivation intrinsèque plus élevés avec SIGN@L-A (r de Cohen de 0,83 et de 0,70, respectivement). Cependant, des différences négligeables dans les scores de RCI ont été constatées entre les deux prototypes (r de Cohen de 0,10). Pour le volet qualitatif, nous avons réalisé une entrevue individuelle semi-dirigée avec 10 participantes et participants afin d’apprécier l’apport des couches constitutives des prototypes du jeu sérieux sur leur expérience d’apprentissage. Ceux-ci ont décrit que la construction de réseaux logiques avait contribué à leur apprentissage. Ils ont également rapporté que d’incarner le rôle d’une infirmière ou d’un infirmier et de prendre soin de personnes hospitalisées leur conféraient un sens similaire des responsabilités à celui en pratique clinique. De plus, la division de SIGN@L-A en niveaux les aidait à situer leur progression. Alors que les deux prototypes ont été perçues comme faciles à utiliser, les réactions au rendu audiovisuel de SIGN@L-A ont varié de la détente à la distraction. Les résultats suggèrent qu’une intervention de formation qui intègre les éléments des couches constitutives d’un jeu sérieux favorise davantage l’engagement et la motivation intrinsèque d’étudiantes et d’étudiants en sciences infirmières qu’une intervention de formation qui présente une intégration limitée de ces éléments. / Individuals hospitalized in acute care units with a cardiac problem are at a significant risk of acute heart failure (AHF). If AHF is not recognized and managed early by the healthcare team, it is associated with significant mortality. Nurses’ clinical reasoning (CR), the cognitive process of interpreting data collected during the assessment of individuals, is essential to the recognition and management of AHF. Serious games are educational interventions that can be offered on digital devices (e.g., computers) and that have the potential to enhance CR by providing an engaging and intrinsically motivating learning experience. Based on the Czajkowski et al. (2015) model of intervention development, this article-based thesis presents a study that aimed to develop and study the contribution of a serious game (SIGN@L, in reference to the AHF signs and symptoms, and to the digital device on which is offered the serious game) to support nursing students’ engagement, intrinsic motivation, and CR development in the context of AHF. The serious game SIGN@L was developed by the student researcher based on the game-based learning theoretical model by Alexiou et Schippers (2018) and the results of two systematic reviews (Maheu-Cadotte et al., 2021b; Maheu-Cadotte et al., 2021c) . According to the theoretical model, a serious game combines three layers to support engagement and intrinsic motivation during learning: game mechanics, narrative and aesthetics. Systematic reviews provided empirical support for the design of SIGN@L. This serious game is used alone, on a personal computer, and its estimated duration of use is one 20-minute session. We assessed the contribution of SIGN@L-A through a multimethod design (Maheu-Cadotte et al., 2022). The quantitative component was a crossover trial. We recruited 28 nursing students who were randomly assigned to two sequences of serious game prototypes: SIGN@L-A (complete version) followed or preceded SIGN@L-B (including only some game mechanics and a functional aesthetic). Participants completed online questionnaires after using each of the prototype and reported higher levels of engagement and intrinsic motivation with SIGN@L-A (Cohen’s r: 0.83 and 0.70, respectively). However, negligible differences in CR scores were found between the two educational interventions (Cohen’s r: 0.10). For the qualitative component, we conducted semi-structured individual interviews with 10 participants to assess the contribution of the three layers of the serious game on their learning experience. They described how they perceived that the construction of logical networks had contributed to their learning. They also reported that playing the role of a nurse and caring for hospitalized individuals gave them a similar sense of responsibility to that found in clinical practice. In addition, the division of SIGN@L-A into levels greatly helped them to situate their progress. While both interventions were perceived as easy to use, reactions to the audiovisual rendering of SIGN@L-A ranged from feeling relaxed to feeling distracted. Results suggest that an educational intervention that integrates each of the elements of the constituent layers of a serious game is more supportive of nursing students' engagement and intrinsic motivation than an educational intervention that has limited integration of these elements.

[ES] La presente tesis doctoral se enmarca en un conjunto de investigaciones centradas en el empleo de metodologías activas en el ámbito de las matemáticas, con el propósito de incrementar tanto los logros de aprendizaje como la motivación de los estudiantes en los niveles de educación secundaria y universitaria. En un contexto en el que se observa una disminución en el interés de los alumnos hacia las matemáticas, disciplina que perciben como desafiante y abstracta, se reconoce la necesidad apremiante de que los docentes proporcionen herramientas innovadoras y adopten enfoques pedagógicos que revitalicen el interés de los estudiantes en esta materia. La profunda comprensión de los conceptos matemáticos se revela como un componente crucial para un aprendizaje significativo y requiere de una diversidad de enfoques y estrategias educativas que puedan aplicarse para fortalecer la formación de los alumnos, promoviendo el desarrollo integrado de competencias matemáticas y tecnológicas. A través de metodologías activas, como flipped classroom, aprendizaje cooperativo, aprendizaje basado en juegos o gamificación, que poseen un gran potencial didáctico, los alumnos tienen la oportunidad de alcanzar un aprendizaje efectivo, lo que implica que pueden comprender de manera efectiva y eficiente los conceptos matemáticos, al mismo tiempo que se mejora el potencial del grupo clase Las experiencias recopiladas en esta investigación, que incluyen la implementación de la metodología flip, el uso de vídeos didácticos enriquecidos, la gamificación, materiales manipulativos, herramientas tecnológicas y la promoción del pensamiento computacional, entre otras, abarcan tanto la educación preuniversitaria, que engloba secundaria y bachillerato, como la universitaria. La metodología de investigación se fundamenta en un enfoque exploratorio, pre-experimental y cuasi-experimental de naturaleza transversal. En todos los casos, se incorporan fundamentos teóricos que respaldan las experiencias realizadas, así como análisis cuantitativos y cualitativos de los datos recopilados. Los resultados obtenidos en estos estudios reflejan un notorio aumento en los logros de aprendizaje y la motivación de los estudiantes como consecuencia de la implementación de estas metodologías. En resumen, esta tesis doctoral se erige como un compendio de investigaciones que subrayan la importancia de las metodologías activas en la enseñanza de las matemáticas en los niveles de educación secundaria y universitaria. Los hallazgos respaldan la efectividad de estas metodologías para reavivar el interés de los estudiantes en las matemáticas y promover un aprendizaje más profundo y motivador en estas áreas. Con ello, se sientan las bases para una mejora continua en la enseñanza de las matemáticas en todos los niveles educativos. / [CA] La present tesi doctoral s'emmarca en un conjunt d'investigacions centrades en l'ús de metodologies actives en l'àmbit de les matemàtiques, amb el propòsit d'incrementar tant els assoliments d'aprenentatge com la motivació dels estudiants en els nivells d'educació secundària i universitària. En un context en el qual s'observa una disminució en l'interés dels alumnes cap a les matemàtiques, disciplina que perceben com a desafiadora i abstracta, es reconeix la necessitat urgent que els docents proporcionen eines innovadores i adopten enfocaments pedagògics que revitalitzen l'interés dels estudiants en esta matèria. La profunda comprensió dels conceptes matemàtics es revela com un component crucial per a un aprenentatge significatiu i requereix d'una diversitat d'enfocaments i estratègies educatives que puguen aplicar-se per a enfortir la formació dels alumnes, promovent el desenvolupament integrat de competències matemàtiques i tecnològiques. A través de metodologies actives, com flipped classroom, aprenentatge cooperatiu, aprenentatge basat en jocs o ludificació, que posseeixen un gran potencial didàctic, els alumnes tenen l'oportunitat d'aconseguir un aprenentatge efectiu, la qual cosa implica que poden comprendre de manera efectiva i eficient els conceptes matemàtics, al mateix temps que es millora el potencial del grup classe Les experiències recopilades en esta investigació, que inclouen la implementació de la metodologia flip, l'ús de vídeos didàctics enriquits, la ludificació, materials manipulatius, eines tecnològiques i la promoció del pensament computacional, entre altres, abasten tant l'educació preuniversitària, que engloba secundària i batxillerat, com la universitària. La metodologia d'investigació es fonamenta en un enfocament exploratori, pre-experimental i quasiexperimental de naturalesa transversal. En tots els casos, s'incorporen fonaments teòrics que recolzen les experiències realitzades, així com anàlisis quantitatives i qualitatives de les dades recopilades. Els resultats obtinguts en estos estudis reflecteixen un notori augment en els assoliments d'aprenentatge i la motivació dels estudiants a conseqüència de la implementació d'estes metodologies. En resum, esta tesi doctoral s'erigeix com un compendi d'investigacions que subratllen la importància de les metodologies actives en l'ensenyament de les matemàtiques en els nivells d'educació secundària i universitària. Les troballes recolzen l'efectivitat d'estes metodologies per a reavivar l'interés dels estudiants en les matemàtiques i promoure un aprenentatge més profund i motivador en estes àrees. Amb això, s'estableixen les bases per a una millora contínua en l'ensenyament de les matemàtiques en tots els nivells educatius. / [EN] This doctoral thesis is part of a set of research projects focused on the use of active methodologies in the field of mathematics, with the aim of increasing both learning achievements and student motivation in secondary and university levels. In a context where there is a decline in students' interest in mathematics, a discipline perceived as challenging and abstract, it is recognized the pressing need for teachers to provide innovative tools and adopt pedagogical approaches that revitalise students' interest in this subject. A deep understanding of mathematical concepts emerges as a crucial component for meaningful learning and requires a diversity of approaches and educational strategies that can be applied to strengthen students' education, promoting the integrated development of mathematical and technological competencies. Through active methodologies such as flipped classroom, cooperative learning, game-based learning, or gamification, which have great didactic potential, students can achieve effective learning, implying that they can understand mathematical concepts effectively and efficiently while enhancing the potential of the class group. The experiences gathered in this research, including the implementation of the flip methodology, the use of enriched educational videos, gamification, manipulative materials, technological tools, and the promotion of computational thinking, among others, span both pre-university education, including secondary and high school, and university education. The research methodology is based on an exploratory, pre-experimental, and quasi-experimental cross-sectional approach. In all cases, theoretical foundations supporting the experiences are incorporated, along with quantitative and qualitative analysis of the collected data. The results obtained in these studies reflect a noticeable increase in learning achievements and student motivation because of the implementation of these methodologies. In summary, this doctoral thesis stands as a compendium of research highlighting the importance of active methodologies in the teaching of mathematics at the secondary and university levels. The findings support the effectiveness of these methodologies in reigniting students' interest in mathematics and promoting deeper and more motivating learning in these areas. With this, it lays the groundwork for continuous improvement in the teaching of mathematics at all educational levels. / Jiménez Hernández, C. (2024). Diseño, implementación y análisis de diferentes metodologías activas en el proceso de enseñanza-aprendizaje de matemáticas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203650