El objetivo de este artículo es proponer y validar un modelo de juego serio colaborativo que permita mejorar la interacción entre equipos de trabajo e incentivar la participación de los estudiantes. El juego serio propone un enfoque lúdico para evaluación de conocimientos de los estudiantes trabajando en equipos, el cual permite la identificación de fallas cognitivas. Se construyó un prototipo de juego serio denominado COLEGA (Collaborative Learning Game) que se validó en un ambiente controlado al interior del curso de inteligencia artificial de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín. Los resultados muestran la aceptación por parte de los estudiantes al utilizar entornos computacionales que integran enfoques lúdicos y colaborativos para mejorar el aprendizaje. Se concluye que el modelo de juego serio basado en agentes inteligentes y aprendizaje colaborativo brinda mecanismos que motivan la colaboración y participación en la actividad.