En las últimas décadas, ha ganado relevancia la investigación sobre la integración de las nuevas Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) en la educación (San Nicolás, Vargas y Moreira, 2012). Las nuevas tecnologías aplicadas a la Educación se colocan en una dimensión superior como único recurso que provee de oportunidades inigualables a los procesos educativos para permitir la continuación del curso escolar de manera online (Fainholc, 2008; García-Ruiz, Aguaded y Bartolomé, 2017). Se ha producido un cambio cultural y tecnológico, que transforma rápidamente la sociedad y por consiguiente los procesos educativos (Castañeda Quintero y Adell, 2013). Al mismo tiempo, surgen nuevas competencias digitales cotidianas que contribuyen a la integración de las TIC en la Educación (Fernández, Fernández y Cebreiro, 2016).

Las instituciones educativas potencian nuevas tendencias innovadoras para la puesta en marcha de métodos y estilos de aprendizaje que aprovechen al máximo los recursos materiales, tecnológicos y humanos existentes (García-Ruiz, Aguaded y Bartolomé, 2017).

Algunos autores visualizan las carencias formativas existentes respecto a las nuevas competencias digitales que se exigen en la sociedad actual (Marzal, 2008; Palomeque-Córdova, 2020). La necesidad de una alfabetización tecnológica constante para formar estudiantes inteligentes, críticos de las tecnologías avanzadas es un requisito indispensable para el desarrollo profesional de la nueva generación ( Aguaded Gómez, Marín Gutiérrez y Díaz Pareja, 2015).

También se percibe la importancia de realizar modificaciones curriculares con el fin de incorporar el tratamiento de la información y la formación en tecnologías avanzadas que deben poseer los estudiantes y profesores, respecto al conocimiento de los medios audiovisuales, informáticos y la integración de las TIC en el proceso educativo (Labra, 2010). Algunos aspectos que pueden limitar el uso de tecnologías avanzadas en las prácticas educativas se relacionan con los actores del proceso, al no estar preparado para el diseño y la producción de medios, así como para el manejo técnico y su uso didáctico (Ramírez García y González Fernández, 2016). En este sentido, qué acciones se pueden desenvolver para que trascienda el carácter instrumental de los medios y lograr integrar el conocimiento tecnológico avanzado con el conocimiento didáctico de su utilización (Ramírez García y González Fernández, 2016).

En este contexto, el objetivo de este trabajo es potenciar nuevas competencias digitales con el uso de la Realidad Aumentada (RA) en estudiantes de 4to año de la carrera de Pedagogía. Para ello será necesario: 1) analizar la literatura científica e identificar experiencias didácticas similares que utilicen RA en diversas áreas de conocimiento; 2) desarrollar acciones formativas encaminadas a familiarizar a los estudiantes con la tecnología de RA para fomentar el desarrollo de aplicaciones futuras; 3) por último hacer una valoración de los resultados de la experiencia didáctica.

La experiencia didáctica con el uso de dispositivos móviles y RA contribuyó a visualizar al estudiante como prosumidores de contenidos virtuales aplicados a la educación. Además, se vislumbra la necesidad de promover acciones formativas sistemáticas que contribuyan a la preparación de los discentes en el diseño, la producción y la utilización de los recursos virtuales que faciliten en el futuro el uso de tecnologías avanzadas en los centros educativos.

La tecnología de Realidad Aumentada en la educación

La utilización de recursos tecnológicos en entornos escolares y el acceso a contenidos educativos digitales a través de dispositivos móviles inteligentes es cada vez más frecuente (Montoya, 2009). Es una realidad también el aumento de la brecha digital en aquellos colectivos que no tienen acceso a las mismas tecnologías o no poseen las capacidades suficientes para trabajar con ellas ( García Aretio, 2017). En este sentido, son necesarias un mayor número de investigaciones y mejores políticas de gobiernos que garanticen la armonía entre equidad e innovación en la educación (Vila Merino, 2012).

El uso de dispositivos móviles inteligentes adquiere gran connotación en la educación (De la Horra Villacé, 2017), debido a la reducción de costes en equipamientos electrónicos y lo versátil que resultan estos dispositivos (Barroso Osuna y Cabero Almenara, 2016). Este hecho influye en la deslocalización de las tecnologías y el acceso a la información, se minimizan las barreras espacio temporal propias de la comunicación interpersonal (Cabero Almenara, Fernández Robles y Marín Díaz, 2017).

En este escenario, aparecen las aplicaciones de la RA que permiten al usuario ver el mundo real con objetos virtuales superpuestos o compuestos con el mundo real (Bogen, Wind y Giuliano, 2006). Los objetos reales y virtuales coexisten en el mismo espacio y esta escena se puede observar a través de una pantalla de video convencional (Arribas, Gutiérrez, Gil y Santos, 2014; Noh, Sunar y Pan, 2009).

La RA permite la exploración no planificada y el descubrimiento de la naturaleza (Johnson, Levine, Smith y Stone, 2010), es decir la RA complementa la “Realidad”, en lugar de reemplazarla por completo como lo hace la Realidad Virtual (RV) (Azuma, 1997). En este sentido, la RV y la RA forman parte de una línea continua donde en uno de los extremos se encuentra la “Realidad” y del otro lado de la línea se encuentra la RV (Escartín, 2000). Entre ambas concepciones se sitúa la RA, la misma requiere de la manipulación o la visualización de objetos que no están al alcance de todos, bien por su naturaleza abstracta, científica o espacial (Milgram, Takemura, Utsumi y Kishino, 1995).

En la educación, la RA presupone un conjunto de tecnologías que permiten al estudiante visualizar contenidos educativos a través de un dispositivo móvil inteligente (Marín-Díaz y Sampedro-Requena, 2020). Las destrezas adquiridas por los estudiantes a través de experiencias con RA presuponen habilidades para el acceso, análisis, evaluación y producción creativa de nuevos conocimientos (Cabero Almenara y García, 2016).

La RA es una tecnología avanzada con muchas posibilidades de aplicación en el terreno educativo, ayuda a aumentar la motivación en los estudiantes, contribuye a disminuir el tiempo necesario para comprender temas complejos, permite recrear ambientes difíciles de reproducir y facilita la interacción entre objetos y recursos de diversas naturalezas (Wu, Lee, Chang y Liang, 2013). La RA posibilita un aprendizaje interactivo, atractivo y motivador para estudiantes y profesores (Deshpande, Kank, Armanyous, Singh y Kalita, 2020).

No obstante, es necesario un plan de acción apropiado y posibles soluciones para poder aplicar con éxito la RA (Klopfer y Squire, 2008). Una de las limitaciones señaladas en la literatura se refiere a los entornos de aprendizaje con RA caracterizados por sobrecargas cognitivas, debido a la gran cantidad de información contenida, a los múltiples dispositivos tecnológicos y a las complejas tareas a desarrollar (Klopfer, 2008). La RA puede crear confusión en los estudiantes, que pierden de vista dónde termina el juego y dónde comienza la realidad, lo que podría constituir una amenaza para la seguridad física de los estudiantes (Dunleavy, Dede y Mitchell, 2009). Otros autores consideran que, aunque la RA es una tecnología que ayuda y facilita la comprensión de los contenidos curriculares, son necesarios recursos digitales y centros de capacitación para familiarizarse con esta tecnología (Marín-Díaz y Sampedro-Requena, 2020).

Para evidenciar la importancia y diversidad de las aplicaciones con RA existentes en el contexto educativo, se identifican algunas experiencias didácticas en diversos dominios:

1. 1. Aplicación para experiencia didáctica en museos (Museo de Juguetes en Nápoles). En los museos por su propia naturaleza, y por el hecho de preservar y proteger el objeto, se limita el disfrute del visitante a la observación del objeto expuesto. No obstante, los niños prefieren realizar esta experiencia de aprendizaje interactuando con el objeto en cuestión. Entonces ¿Cómo dar vida a los objetos almacenados en espacios como los museos? La respuesta es dada con la RA, esta tecnología permite al juguete, que sólo es accesible visualmente, revivir emociones con ayuda de la RV (Sarracino, 2014).
2. 2. Aplicación para la difusión didáctica del patrimonio. El empleo de la RV y RA para reconstruir escenarios en 3D de distintos periodos históricos permite interactuar con castillos, torres de época islámica, entre otros escenarios. Con esta tecnología, se integran conceptos y técnicas innovadoras, muy útiles en especialidades como la arqueología y la restauración (Usó y García, 2014).
3. 3. Aplicación en Juegos didácticos con RA. Pompeya es un juego virtual donde los personajes virtuales se superponen en un entorno real. Los resultados de esta experiencia con RA fue la reconstrucción del patrimonio cultural en formato digital. Con el desarrollo de trabajos de este tipo se preserva, protege e interpreta la cultura e historia; también se puede mejorar y estimular la comprensión del estudiante (Noh, Sunar y Pan, 2009; El-Hakim, Beraldin, Picard y Godin, 2004).
4. 4. Aplicaciones on-line con RA. Una experiencia didáctica interesante con RA, es el diseño de un sistema tele-robótico online donde un robot es controlado por Internet, el sistema es considerado con autonomía ajustable. Con ayuda de RA se predicen las acciones del robot. El uso extensivo de la Web con RA permite un fácil acceso sin restricciones espacio-temporal y abre la posibilidad de la enseñanza a distancia (Marín, Sanz y Del Pobil, 2003).
5. 5. Aplicación en laboratorios. En el campo de la ingeniería, los trabajos en los laboratorios son muy importantes para confirmar las teorías estudiadas. En este caso, se desarrolló un nuevo entorno de aprendizaje a través de un manual de instrucción Web basado en contenidos e-Learning. La RA se utiliza para sincronizar el manual de instrucción Web y el experimento (Toguchi, Sasaki, Mizuno y Shikoda, 2011).

MÉTODO

El objetivo del trabajo es potenciar nuevas competencias digitales con el uso de la Realidad Aumentada (RA) en estudiantes de 4to año de la carrera de Pedagogía de la Facultad de Ciencias de la Educación de la Universidad Santiago de Compostela. El diseño metodológico está basado en un estudio piloto (Van Teijlingen y Hundley, 2002) con enfoque mixto (análisis cualitativo y cuantitativo) además de ser un estudio exploratorio (Marshall y Rossman, 2014; Preissle, 2008). La muestra es un grupo reducido de 9 estudiantes de la asignatura Formación en Red (Tecnología Educativa).

Primero se realiza un análisis documental de la literatura científica y se identifican ejemplos de aplicaciones de RA en diversos contextos educativos. La selección de las herramientas de RA se realiza con la ayuda de expertos, atendiendo al grado de interacción deseada entre los actores. Desde el punto de vista didáctico la experiencia con RA se divide en etapa pretest donde se construye la propuesta didáctica a realizar, y la etapa postest corresponde a la ejecución.

Los instrumentos para la recolección de datos son los cuestionarios, y para describir y analizar las características del conjunto de datos se utiliza la estadística descriptiva. Se definen variables cualitativas ordinales (donde no es necesario que el intervalo entre mediciones sea uniforme): motivación, las expectativas de uso de la RA, el éxito de la tarea y la satisfacción al concluir la actividad. Basado en el comportamiento descriptivo de las variables expectativas de uso de la RA y el éxito de la tarea y el supuesto de que no existe relación entre ellas, se realiza una prueba estadística Chi cuadrado.

Etapa pretest

A los estudiantes de 4to año de la carrera de Pedagogía se les brinda una formación teórica y práctica necesaria para familiarizarse con los recursos tecnológicos educativos necesarios para el aprendizaje, la innovación y la adecuación de metodologías y recursos didácticos. Específicamente en la asignatura Formación en Red (Tecnología Educativa) se diseñan, gestionan y evalúan materiales digitales. Los estudiantes exploran diversos escenarios flexibles de enseñanza con tecnologías: plataformas de formación y colaboración, ámbitos personalizados de aprendizaje (Web Social), PLEs y comunidades virtuales de aprendizaje. En este sentido, los estudiantes deben desarrollar durante el semestre un trabajo de curso individual, que comienza con la identificación de un problema educativo, posteriormente deben hacer una propuesta de mejora de la práctica educativa utilizando para ello tecnologías emergentes aplicadas a la educación.

La etapa pretest establece la propuesta didáctica a realizar como un vínculo entre contenido-método a partir del cual se configura las clases. Siguiendo a Stodolsky (1991) es posible identificar diferentes segmentos o unidades de sentido claramente demarcados, a partir de los cuales es posible efectuar los procesos de análisis y reflexión. Los segmentos se vinculan a fases: espacio-tiempo, contenido-método, discursos, interacción y ambiente. Esta clasificación no es habitual en el análisis didáctico, no obstante, es considerada en este estudio como transversal del proceso educativo. Se diseñan un conjunto de actividades formativas para familiarizar al estudiante con herramientas de RA, y luego aplican los conocimientos adquiridos a sus proyectos individuales de curso.

RESULTADOS

Consulta a expertos para la selección de las herramientas de RA

En esta etapa se analizaron los recursos cuya complejidad y funcionalidad son apropiados para la experiencia didáctica que se pretende, para eso se realiza una consulta a expertos y desarrolladores de RA. El CESGA (Centro de Supercomputación de Galicia) es una institución que goza de gran importancia en el territorio, ya que contribuye al avance de la Ciencia y la Tecnología, mediante la investigación y aplicación de la computación y las comunicaciones, en beneficio de la Sociedad y en particular a la Educación. Expertos y desarrolladores de este centro, mostraron las tecnologías de RA más populares en el contexto escolar, y que están siendo utilizadas en centros del territorio gallego e internacional. En la figura 1 aparecen las herramientas RA seleccionadas, se presentan los parámetros y características analizadas para la elección.

Etapa postest

Esta etapa muestra la ejecución de la propuesta didáctica descrita en la etapa pretest. El proceso de análisis didáctico se realiza a través de los segmentos que son unidades de sentido que se vinculan a las fases: espacio-tiempo, contenido-método, discursos, interacción y ambiente. La experiencia didáctica con RA se divide en dos clases, primera clase tiene como objetivo familiarizar a los estudiantes con algunas herramientas de RA, presentar algunos ejemplos de aplicación en diversos dominios, y fomentar su uso de la RA en ambientes educativos especialmente en sus trabajos de curso, ver figura 2.

En la figura 3 se muestran ejemplos de aplicaciones de RA desarrolladas por los estudiantes en el laboratorio de computación de la facultad.

La segunda clase es un taller, implica una metodología científica de trabajo que integra la teoría y la práctica, es una actividad esencial para desarrollar proyectos en general. El objetivo es que los estudiantes expongan sus aplicaciones de RA y fomentar el intercambio de experiencia entre todos los actores del proceso, ver figura 4.

Análisis del cuestionario aplicado en la primera clase

A partir del análisis de los datos recopilados en el cuestionario aplicado en la primera clase, se evidencia que la expectativa de uso de la RA fue de un 22% alta frente a un 78% de medias y bajas. La motivación presentó valores aceptables y a la vez alentador para el éxito de la segunda actividad, ver figura 5.

Análisis del cuestionario aplicado en la segunda clase

Los resultados del cuestionario aplicado a los estudiantes en la segunda clase, muestran un 67% de alta satisfacción al concluir la actividad, mientras que el 22% de estudiantes se sintió medianamente satisfecho. En la figura 6 se observa el comportamiento de las expectativas de uso de la RA frente a la satisfacción al concluir la actividad (que pudiera ser un indicador del "éxito” de la actividad).

Prueba estadística Chi cuadrado

El éxito de la tarea en este análisis, es equivalente al logro del estudiante de poder aplicar la RA a su proyecto de curso. A partir del comportamiento descriptivo de las variables medidas podemos inferir que existe relación entre las expectativas de uso de la RA y el éxito de la tarea (ver tabla 1).

Para demostrar este planteamiento se realiza un estudio de inferencia a través de una prueba de hipótesis Chi cuadrado. Siendo la variable principal: expectativas de uso de la RA y variable secundaria: éxito de la tarea. La hipótesis nula Ho: no hay dependencia entre las variables expectativas de uso de la RA y el éxito de la tarea y la hipótesis alternativa H1: hay dependencia entre expectativas de uso de la RA y el éxito de la tarea.

La hipótesis nula de ausencia de relación entre expectativas de uso de la RA y éxito de la tarea, no se puede rechazar (fijando una significación del 5%; el contraste Chi-cuadrado proporciona un p-valor de 0.287), si bien cabe destacar el reducido número de datos, ver tabla 2.

Continuación del análisis del cuestionario aplicado en la segunda clase

Siguiendo el análisis de los resultados obtenidos en el cuestionario aplicado en la segunda clase, se puede concluir que la satisfacción en los estudiantes aumenta en la medida que eran capaces de conseguir el éxito de la tarea (estudiantes 2,3,5,6,7,9). En otros estudiantes que no tuvieron éxito en la realización de la tarea (estudiantes 1, 4), su satisfacción aumentó cuando percibieron que sus colegas si habían tenido resultados interesantes en la experiencia con RA (ver tabla 3). La tabla 4 refleja la conversión a datos cuantitativos realizada en este estudio.

Ventajas y limitaciones señaladas por los estudiantes

Los puntos positivos señalados fueron varios, los estudiantes consideraron las herramientas de RA como interesantes, novedosas, y que logran captar la atención tanto de docentes como de estudiantes. Visualizaron en las herramientas de RA múltiples posibilidades de aplicación y viabilidad funcional para sus propios proyectos. La RA puede ser útil para la resolución de conflicto entre estudiantes. Es una tecnología emergente e innovadora, útil y motivadora tanto para los estudiantes como para los profesores, por lo cual constituye un gran valor añadido en el proceso educativo. Los estudiantes señalaron, que a través del uso de la RA se puede acceder a recursos de la Web y crear enlaces relacionados a informaciones relevantes para los proyectos de cursos.

No obstante, los estudiantes también señalaron limitaciones, el 22% de los estudiantes percibió debilidad para el desarrollo de la tarea por la falta de competencias digitales que poseían; el 21% experimentó dificultad para aplicar la RA en sus proyectos por falta de ideas; un 36% planteó la necesidad de más tiempo destinado al estudio de las herramientas presentadas y el 21% consideró las herramientas como poco flexibles.

DISCUSIÓN

La integración de las TIC en el sistema educativo contemporáneo es una realidad, las tecnologías se colocan en una dimensión superior como único recurso que permite la continuidad del curso escolar de manera online y en este contexto surgen nuevas competencias digitales (San Nicolás, Vargas y Moreira, 2012; Castañeda Quintero y Adell, 2013, Fernández, Fernández y Cebreiro, 2016). Las instituciones educativas deben poner en marcha nuevos métodos y estilos de aprendizaje que aprovechen al máximo los recursos materiales, tecnológicos y humanos existentes (Fainholc, 2008). En este escenario, es necesario aumentar las investigaciones científicas y mejorar las políticas de gobiernos que garanticen armonía entre equidad e innovación en la Educación (Montoya, 2009; García Aretio, 2017; Vila Merino, 2012).

De la misma manera, las carencias formativas en nuevas competencias digitales que se demandan en la sociedad actual deben ser identificadas, es necesario una “alfabetización tecnológica” para formar estudiantes críticos en tecnologías avanzadas como requisito indispensable para el desarrollo profesional de la nueva generación (Marzal, 2008; Palomeque-Córdova, 2020; Aguaded Gómez, Marín Gutiérrez y Díaz Pareja, 2015). Las modificaciones curriculares con el fin de incorporar formación en tecnologías avanzadas deben ser una prioridad (Labra, 2010) de esta forma trasciende el carácter instrumental de los medios y se logra integrar el conocimiento tecnológico avanzado con el conocimiento didáctico de su utilización (Ramírez García y González Fernández, 2016).

Por otro lado, el uso de dispositivos móviles inteligentes adquiere gran importancia en la educación, estos pueden contribuir a disminuir la brecha digital debido a la reducción de costes en equipamientos electrónicos y lo versátil que resultan estos dispositivos (Barroso Osuna y Cabero Almenara, 2016; Cabero Almenara, Fernández Robles y Marín Díaz, 2017). Las aplicaciones de la RA que permiten al usuario ver el mundo real con objetos virtuales superpuestos o compuestos con el mundo real, a través de una pantalla de móvil convencional ( Bogen, Wind y Giuliano, 2006; Noh, Sunar y Pan, 2009). En la educación, la RA permite a los estudiantes adquirir habilidades para el acceso, análisis, evaluación y producción creativa de nuevos conocimientos (Arribas, Gutiérrez, Gil y Santos, 2014). La RA tiene muchas posibilidades de aplicación en el terreno educativo, ayuda a aumentar la motivación en los estudiantes, contribuye a disminuir el tiempo necesario para comprender temas complejos, permite recrear ambientes difíciles de reproducir y permite la interacción entre objetos y recursos de diversas naturalezas (Wu, Lee, Chang y Liang, 2013). Algunos ejemplos de aplicación a varios dominios de aprendizaje fueron presentados en este trabajo como museos de juguetes, área de arqueología y restauración, juegos virtuales, tele-robótica y aplicación en el área de la ingeniería (Sarracino, 2014; Usó y García, 2014; Noh, Sunar y Pan, 2009; Marín, Sanz y Del Pobil, 2003; Toguchi, Sasaki, Mizuno y Shikoda, 2011).

El diseño de la experiencia didáctica con RA, promueve acciones formativas que contribuyen a la preparación del estudiante en el diseño, la producción y la utilización de los recursos virtuales con tecnología de RA. La deconstrucción de las clases supuso el análisis de información recolectada en dos niveles: descriptivo e interpretativo, para ello se segmenta la información recopilada, teniendo en cuenta diferentes fases: espacio-tiempo, contenido-método, discursos, interacción y ambiente (Stodolsky, 1991). Este estudio propició el compromiso de docentes-discentes para seguir trabajando en las prioridades que la educación actual exige, una formación sólida y la adquisición de nuevas competencias digitales. Los estudiantes se sintieron satisfechos al concluir la actividad, señalaron ventajas y limitaciones lo que contribuye al perfeccionamiento de nuevas experiencias futuras en otros dominios de aplicación (Candioti y Medina, 2007).

Para finalizar, el estudio piloto permite visualizar a los estudiantes en un nuevo rol como prosumidores de contenidos virtuales, lo que constituye una nueva competencia digital en los futuros profesionales de la educación, antes reservada a desarrolladores informáticos.

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Notas de autor