Realidad aumentada
La combinación de los dispositivos móviles con nuevas tecnologías como la Realidad Aumentada (RA) plantean nuevas opciones en las estrategias de enseñanza y aprendizaje dada la gran difusión de estos dispositivos y el auge que está teniendo la RA (Ally, 2009; Cubillo et al., 2014; Doswell et al., 2006; Fombona et al., 2012; Martín et al., 2009; Papagiannakis et al., 2008; Rohaya et al., 2012; Santos y Ali, 2011). Holzinger et al. (2007) consideraron que los problemas sobre las limitaciones del espacio y del tiempo en el aprendizaje no eran resueltas por los métodos tradicionales de e-learning, y que el uso de los dispositivos móviles proporcionaría una deslocalización y una ubicuidad real, consiguiendo la independencia con respecto al tiempo y el espacio en comparación con otras tecnologías basadas en el ordenador estándar (Virvou y Alepis, 2005).
La definición más popular sobre RA es la dada por Milgram et al. (1994) quienes indican que entre un entorno real y un entorno virtual puro esta la llamada realidad mixta y ésta se subdivide en dos, la realidad aumentada (más cercana a la realidad) y la virtualidad aumentada (más próxima a la virtualidad pura). Otra definición comúnmente aceptada es la aportada por Azuma (1997) que acota la RA a la que cumple estos tres requisitos: combinación de elementos virtuales y reales, interactividad en tiempo real e información almacenada en 3D.
Por lo tanto la RA es un sistema interactivo que tiene como entrada la información del mundo real y superpone a la realidad nueva información digital en tiempo real; la información virtual pueden ser imágenes, objetos 3D, textos, videos etc. Durante este proceso, la percepción y el conocimiento que el usuario tiene sobre el mundo real se ve enriquecido (Grifantini, 2009).
También podríamos referirnos a la RA, desde una perspectiva educativa, como una tecnología específica con unas características propias en la que la mera visualización de los recursos virtuales deja incompleta una experiencia de aprendizaje que es necesario contextualizar y apoyar de forma directa o indirecta por el profesor para obtener una formación de calidad.
La RA ha sido considerada como una de las tecnologías más importantes de estos últimos años, tal y como refleja Gartner Research (2012) o los informes de Horizont Report (Johnson et al., 2009; Johnson et al., 2010; Johnson et al., 2011) en los cuales se manifiesta el interés que ha suscitado en los investigadores el potencial pedagógico de la RA. Este potencial reside en que permite crear experiencias de aprendizaje centradas en el estudiante y proporcionar
Recursos digitales para la mejora de la enseñanza-aprendizaje – Ana García-Valcárcel 18
oportunidades para la colaboración entre ellos o directamente con el profesor (Billinghurst y Kato, 2002; Kamarainen et al., 2013; Kaufmann y Schmalstieg, 2003; Klopfer et al., 2005; Klopfer y Squire, 2007; Pemberton y Winter, 2009).
Las investigaciones llevadas a cabo han puesto de manifiesto que los sistemas de aprendizaje con RA son muy eficaces para proporcionar información detallada a los usuarios que desarrollan varias tareas al mismo tiempo (Kalawsky et al., 2000) potenciando la adquisición de diversas habilidades tales como la capacidad espacial, habilidades prácticas, la comprensión conceptual y la investigación (Chen y Tsai, 2012). Los investigadores indican que el uso de entornos de RA durante las clases puede proporcionar una motivación extra para los estudiantes (Cuendet et al., 2013; Matt Dunleavy, 2012; Wojciechowski y Cellary, 2013) y lo que es más, podrían crear posibilidades de aprendizaje colaborativo alrededor de contenidos virtuales en entornos más activos de aprendizaje (Bujak et al., 2013).
Para Ying (2010), desde un punto de vista tecnológico, la RA compensa algunas de las deficiencias presentes en la educación como son: − Experimentos o prácticas que no pueden ser realizadas debido a los costes del equipamiento o a la falta de equipos disponibles para todos los alumnos. − La disponibilidad de las instalaciones, ya sea por espacio y/o por tiempo. − La realización de experimentos complejos y peligrosos que no son realizados debido a que pueden provocar lesiones en caso de que ocurra algún fallo (con la RA se puede interactuar con modelos virtuales en tiempo real y ver los superpuestos resultados obtenidos en el mundo real). − Permite la observación de experimentos o fenómenos que ocurren muy lentamente (tras un largo periodo de tiempo: meses, años, décadas....) en segundos, como por ejemplo las leyes de Mendel, aunque también nos permite el caso contrario, facilitando la observación de aquello que transcurre en un instante.
Aparecen, por lo tanto, nuevas líneas de investigación y nuevos proyectos para comprobar la efectividad y/o el potencial de la RA en entornos educativos. Algunos ejemplos de utilización de RA en educación son (Cubillo et al., 2014): − Construct3D (Kaufmann, 2004) es un sistema de RA diseñado para el aprendizaje de las matemáticas y la geometría.
− Mixed Reality Lab de Singapur ha desarrollado varios sistemas de RA con fines educativos como son: sistema de RA para el aprendizaje del sistema solar, un sistema de RA para el aprendizaje de los mecanismos de germinación de las plantas, etc. − Billinghurst et al. (2001) presentó el libro mágico “The Magic Book”, el cual tiene el aspecto de un libro normal, sin embargo sus páginas encierran diversos marcadores de forma que al ser reconocidos muestran una imagen o historia, de este modo este tipo de libros pueden emplearse para narrar historias o cuentos, etc. − En un sistema de RA para el estudio del interior del cuerpo humano (Juan et al., 2008), se observó que consta de una gran aceptación sin importar el medio empleado para la visualización y que el sistema facilita en gran medida el aprendizaje de los distintos órganos del cuerpo humano. − RA para enseñar Ciencia en la Educación Primaria (Kerawalla et al., 2006). − Enseñanza del sistema solar y la relación entre los planetas (Shelton y Hedley, 2002). − SMART: Un Sistema de Realidad Aumentada para enseñar a estudiantes de 2º grado (Freitas y Campos, 2008). − Realidad Aumentada para enseñar Matemáticas y Geometría (Kaufmann y Schmalstieg, 2003). − El proyecto ARERE (Augmented Reality environment for remote education) (Ying, 2010), el cual constituye un sistema interactivo y colaborativo en un modelo de educación a distancia. − Estudio de la colisión elástica con realidad aumentada para alumnos de ingeniería (Lin et al., 2013; Wu et al., 2013). − Enseñanza de cálculo en múltiples variables (Esteban et al., 2006). − Control de un laboratorio remoto mediante la realidad aumentada para enseñar electrónica en formación profesional (Cubillo et al., 2012).
Como se puede observar la RA se puede aplicar de formas muy diversas en multitud de campos, tanto en la enseñanza presencial como en la enseñanza a distancia o e-learning. En los distintos proyectos que se han desarrollado empleando estas herramientas se ha llegado a la conclusión de que esta tecnología despierta el interés de los estudiantes convirtiendo la materia a tratar en algo más que mera información. Convertir el aprendizaje en un juego, en un reto, en una aventura y un descubrimiento permite adquirir destrezas, confianza, responsabilidad, etc. Klopfer et al. (2005) ya planteaban algunas ventajas de la RA en el aprendizaje colaborativo, indicando que las simulaciones de RA pueden ser diseñadas, no solo para apoyar el aprendizaje relacionado con los contenidos disciplinarios, sino para proporcionar otro tipo de destrezas como el pensamiento crítico, la colaboración, el intercambio de información, el análisis de sistemas complejos, etc.
En cualquier caso, no se trata de implantar esta tecnología de forma radical sino emplearla como complemento de las herramientas tradicionales, puesto que una de las posibilidades que ofrece es la de dotar a los libros o cualquier material impreso (apuntes, ejercicios, notas etc.) de contenido virtual (objetos 3D, imágenes, videos etc.).
En cuanto a las herramientas para el desarrollo de recursos de RA, a pesar del auge que ha tenido en estos últimos años la RA, las herramientas específicas de educación son limitadas y la mayoría de ellas centradas en un tema específico, lo que las hace poco versátiles para su aplicación de forma general. Por otro lado, las aplicaciones más generales no ofrecen ciertas características como la contextualización de los contenidos, o una descripción de los mismos por lo que cuando son empleadas por los estudiantes actúan como meros reproductores de RA, esto es, los alumnos únicamente se limitan a ver la representación del objeto virtual sin obtener información o contextualización (Goodson et al., 2010; Luckin et al., 2001) sobre aquello que están viendo o con lo que están interactuando. Estas carencias ponen de manifiesto la necesidad de desarrollar herramientas de autoría que cuenten con características básicas propias de la educación como son la contextualización del aprendizaje (reconocido como un soporte que ayuda a dar sentido a la experiencia que se está llevando a cabo y que permite organizar el conocimiento incrementando la motivación, la clasificación de los recursos o el seguimiento del aprendizaje. En esta línea, el grupo “Narrative and Learning Environments”, analiza las ventajas de la incorporación de las narrativas en los nuevos entornos de aprendizaje (Dettori y Paiva, 2009) con resultados muy favorables.
Con esta orientación se han desarrollado algunas herramientas de RA (Lampe y Hinske, 2007), pero que, sin embargo, son aplicables únicamente a materias específicas como Matemáticas, Física y Química y en su mayoría incorporan contenidos estáticos y predefinidos por sus desarrolladores, no habiendo lugar para la creación o adición de nuevos contenidos; de este modo resulta imposible su uso en otras áreas distintas para las que fueron desarrolladas.
Otro punto a considerar es que no existe una biblioteca o fuente de recursos virtuales adaptados a la RA para que los profesores o alumnos los puedan emplear en cualquier momento. Esto es un problema puesto que la creación de contenidos en 3D adecuados, o incluso la búsqueda de los mismos no es una tarea trivial y estos recursos constituyen la parte fundamental de la tecnología RA. Las investigaciones recientes señalan que los profesores reconocen el potencial de la RA en la educación, sin embargo, les gustaría controlar los recursos y adaptarlos a las necesidades de los estudiantes (Kerawalla et al., 2006).
Como resumen de las conclusiones obtenidas por diversos estudios podemos señalar que el empleo de la RA motiva a los estudiantes y facilita la comprensión de los contenidos, estimulando tareas de investigación y descubrimiento (Hornecker y Dunser, 2007); sin embargo, todavía hay mucho que avanzar en el camino para la creación de nuevos entornos de RA que se puedan emplear para personalizar las experiencias de aprendizaje de los estudiante de una forma autónoma.
Por otra parte, la complejidad de la tecnología RA representa un gran problema para la gran mayoría de los docentes, principalmente porque el desarrollo de los contenidos virtuales (objetos 3D, videos etc.) es una tarea compleja y laboriosa, y la mayoría de los profesores nunca ha utilizado un software de desarrollo de objetos 3D. Por lo tanto para potenciar o promover el uso de esta tecnología es necesario permitir incorporar de una forma sencilla otro tipo de elementos virtuales como videos, imágenes, música etc., además de los objetos 3D propios de la RA, y las herramientas de RA que se empleen deberán ser sencillas e intuitivas de forma que los profesores se vean alentados a incluir contenidos digitales aumentados entre sus recursos didácticos.
La mayoría de las aplicaciones de RA orientadas a la educación únicamente se centran en un aspecto específico o en un área en concreto y los contenidos de estas aplicaciones son generalmente estáticos, es decir, son los especificados por el programador a la hora de desarrollar la aplicación, lo que dificulta la actualización de nuevos contenidos por parte de los profesores que las utilizan. En el lado opuesto están aquellas otras aplicaciones que son fáciles de manejar y que permiten añadir contenidos nuevos, son aquellas denominadas de propósito general; sin embargo no están orientadas a la formación, y por lo tanto carecen de ciertas funciones específicas como por ejemplo el seguimiento del aprendizaje, la contextualización de los contenidos o una posible evaluación de los mismos.
Cubillo et al. (2014) clasifican las aplicaciones de RA atendiendo a si estas permiten una sencilla incorporación o gestión de contenido y si permiten interacción con el contenido
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