This work falls within the research line on the applicability of gamification techniques and extended reality technologies in engineering education. Specifically, this work aims to design, develop and validate software that uses the mentioned techniques and technologies. This report includes the methodology followed, the results of the validation and the proposed model. The process begins with a review of the state of the art in didactics, gamification and extended reality technologies. These three disciplines share a practical framework that, by inducing motivation and a sense of progress in the student while reducing the cognitive requirements of a learning process, seeks to optimize learning in terms of comprehension and memorization. The software has been designed as reinforcement for the initial lessons of the subject "flight mechanics", entitled: "main reference systems of the aircraft". The activity is designed to be independent of external tutoring within the software and is placed as an exercise in understanding between the theoretical and practical parts of the concepts. The development has been mainly carried out using the Unity 3D engine, and with digital content creation tools such as GIMP, Tinkercad, Visual Studio and Xcode. The validation has had two approaches. On the one hand, the adaptation of the users to the mechanics of the software has been validated, and on the other, the achievement of the objective concepts. This project has carried out and validated three iterations of the design and development process. In each version, the applicability of some components of the mentioned techniques and technologies has been demonstrated, redesigns have been made according to the feedback from surveyed students, and guidelines for the new iterations have been proposed. In the end, it can be concluded that the activity provides evidence of the potential of these technologies to enhance the 3D visualization of theoretical concepts and procedural learning, although further development is still needed.

1. Aplicació de les Tècniques de Ludificació
i les Tecnologies de Realitat Ampliada a
la Didàctica de la Mecànica del Vol
Titulació: Enginyeria en Sistemes Aeroespacials amb menció en Aeronavegació
Autor: Èric Grau Boix
Directors: Maria Jesús Bopp Ibar
Francisco Javier Mora Serrano Febrer 2024
1

2. T = D; L = W
Motivació
2
Equacions
del Moviment

3. Objectius
Pregunta d’Investigació
Seria favorable l’Aplicació de les tècniques de Ludificació i les tecnologies
de Realitat Ampliada a la Didàctica de la Mecànica del Vol ?
3
Proporcionar recursos a l’equip
docent de l’assignatura
Objectius Secundaris
Facilitar la posterior investigació
i creació en aquesta línia

4. Metodologia
4
Problema i
Motivació
Demostració
Disseny i
Desenvolu-
pament
Objectius
de la
Solució
Avaluació
Mètode per a la Recerca Científica en Disseny

5. Estat de l’Art: Didàctica
Problema
5
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Motivació
Capacitats intel·lectuals
Coneixements
Anteriors
Recursos per a
transmetre informació
Comprensió

6. Estat de l’Art: Ludificació
Problema
6
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
No és
Puntuacions, Classificacions i
Insígnies
Entreteniment
Vincle
Satisfacció
Motivació
900
4. Nom Cognom
3. Nom Cognom
2. Nom Cognom
1. Nom Cognom

7. Estat de l’Art: Realitat Ampliada
Problema
7
Demostració
Disseny
Solució Avaluació

8. Estat de l’Art: Realitat Ampliada
Problema
8
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Realitat Augmentada
Comprensió Espacial Immersió Interacció
Realitat Virtual

9. Objectius Formatius
Problema
9
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
+ Efectes del Vent
+ Matriu de Transformació
Sistema d’Eixos Cos
Sistema d’Eixos Horitzó Local
Sistema d’Eixos Vent
Balanceig,
Capcineig
i Guinyada
de la Velocitat
Balanceig,
Capcineig
i Guinyada
del Cos
Angle d’Atac i
Angle de Lliscament
Sistemes Bàsics de Referència

10. Ubicació Assignatura
Problema
10
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Explicació Teòrica Pràctica Matemàtica
Exercici de Comprensió

11. Flux de Disseny
Problema
11
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Flux de Treball per a la Creació de Jocs Seriosos amb Realitat Ampliada
Objectius
Formatius
Desenvolupa-
ment
Disseny
Conceptual
Definició
Experiència
Implementació
Gènere: Trencaclosques

12. Disseny Conceptual
Problema
12
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Orientació Horitzó - Cos Orientació Horitzó - Vent
+ Efecte Vent Atmosfèric
Orientació Vent - Cos
+ Recreació Matriu de Transformació

13. Desenvolupament
Problema
13
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Unity Gimp Tinkercad

14. Desenvolupament
Problema
14
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Paracaigudista
Jugador
Paracaigudista
Objectiu
Eixos Horitzó
Local
Interfície Gràfica
d’Usuari
Mecànica Rotació Mecànica Puntuació

15. Implementació
Problema
15
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Telèfon Intel·ligent Navegador
Llibreries: ARCore, ARKit Llibreries: WebGL
Realitat Augmentada Fàcil Distribució

16. Validació
Problema
16
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Establir requisits
de l’aplicació
(re)Dissenyar l’experiència completa
Plantejar una mecànica per al programari
s’aconsegueix desenvolupar?
No
Provar programari
Sí
el resultat és l’esperat?
No
Sí

17. Versió 0.1
● Prestacions: Rotació del personatge a partir de
sis botons
● Objectiu: Adaptació als controls
● Resultats: Poca submersió en l’activitat, però
facilitat per prémer els botons
Problema
17
Demostració
Disseny
Solució Avaluació

18. Versió 0.2W
Problema
18
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
● Prestacions: Recompte de puntuació
per trencaclosques resolt.
● Objectiu: Comprovar tècnica de
ludificació, regular dificultat.
● Resultats: 10 minuts de duració de
les proves, detectats errors en la
resolució, 0,4 encerts per minut.

19. Versió 0.2R
Problema
19
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
● Prestacions: Creació de l’objecte a l’espai i
detecció del moviment de la càmera.
● Objectiu: Comprovar adaptació a la tecnologia, i
transferència de dificultat
● Resultats: 10 minuts de duració de les proves,
detectats errors en la resolució, 0,4 encerts per
minut.

20. Redisseny
Problema
20
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
Per veure el gir
● Suavitzar l’animació
● Canviar disseny botons
● Acabar eixos amb fletxa
Per relacionar el gir amb l’eix
● Ressaltar eixos
● Augment de dificultat progressiu
Per augmentar implicació

21. Resultats de l’Aplicació (generals)
Problema
21
Demostració
Disseny
Solució Avaluació

22. Resultats de l’Aplicació (amb estudiants de mecànica de vol)
Problema
22
Demostració
Disseny
Solució Avaluació

23. Conclusions
● Unity facilita el desenvolupament
Problema
23
Demostració
Disseny
Solució Avaluació
● La Ludificació dóna incentius per
l’aprenentatge
● La Realitat Augmentada facilita la
visualització
En l’aplicació a la Mecànica del Vol
● La Realitat Augmentada ajuda més a
l’aprenentatge procedural
● L’estudiantat té interés tant en la
Ludificació com en la Realitat
Augmentada
En l’aplicació a l’Educació