1. OBJETIVOS:

En la presente comunicación se presenta la experiencia de uso y evaluación de la herramienta de Realidad Aumentada, desarrollada por Zientia, creada específicamente para Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, y disponible tanto para ordenadores personales, como para dispositivos móviles.

El uso de la aplicación presentada cubre una necesidad concreta en asignaturas determinadas del currículum de Secundaria, teniendo como principal objetivo transformar la forma en que se aprenden ciertos conceptos, que por su abstracción, resultan complicados de entender con los métodos tradicionales. Por este motivo, están muy focalizadas sobretodo y a día de hoy, en las asignaturas de ciencias.

2. CONTENIDOS:

El proyecto Zientia nace ante la necesidad de crear nuevos materiales didácticos que aprovechen el potencial de los nuevos dispositivos que ya están presentes en las aulas: ordenadores, proyectores, pizarras interactivas y tabletas.

Muchos centros han realizado un enorme esfuerzo para dotar sus aulas de tecnología e informática, con objeto de modernizarse. Pero no basta con “enchufar” alumnos a los dispositivos, es necesario utilizar una tecnología con contenidos que sean apropiados y se ajusten a los temarios que el alumno está estudiando. Pues, si bien es cierto que las nuevas tecnologías tienen un gran potencial en el aula, hoy todavía no están completamente aprovechadas.

En la aplicación de Química Inorgánica que se ha utilizado, se trabaja formulación inorgánica de una forma interactiva, muy atractiva y gráfica. En esta aplicación, se hace uso de la Realidad Aumentada para trasladar al alumno la sensación de manipulación directa de los elementos de la tabla periódica. El alumno participa en la creación de compuestos, combinando la memoria visual y la lógica, consiguiendo interiorizar mucho mejor los conceptos que con las reglas memorísticas tradicionales.

Existen una infinidad de recursos y materiales de representaciones moleculares en tres dimensiones, pero esta aplicación permite al profesor acompañar mejor la explicación de los conceptos, controlando los tiempos y dirigiendo las acciones, y a los alumnos, interiorizar, experimentar y comprender mejor la estructura tridimensional de la molécula, la formación de compuestos, así como el tipo de enlace que forman los átomos entre sí.

Laboratorio Aumentado de Química

Este trabajo, recoge la experiencia de uso con alumnos de tercer y cuarto curso de Educación Secundaria Obligatoria.

3. METODOLOGÍA:

En las pasadas V Jornadas iTic del año 2013, se presentaron las primeras experiencias relativas a la introducción de la Realidad Aumentada en el aula, llevadas a cabo durante el curso 2011/2012 con alumnos de 3º de ESO en la asignatura de Física y Química, y durante el curso 2012/2013 en la asignatura de Tecnologías de 1º de ESO y 2º de los Programas de Cualificación Profesional Inicial (PCPI).

En aquellas primeras experiencias se trabajaron concepciones y habilidades espaciales a través de la manipulación de objetos tridimensionales, y se comenzaron a ejecutar algunas construcciones, por parte de los alumnos, de esos modelos tridimensionales.

Pieza tridimensional realizada por un alumno de 1ºESO.

Tras el trabajo realizado y presentado, se comprobó que resultaba imprescindible la adecuación de los contenidos que serían mostrados usando este tipo de tecnología. Para ello, es necesario un trabajo previo de programación y búsqueda de recursos adecuados, sin el cual todo esfuerzo innovador es inútil.

Nos encontramos así, con una tecnología muy potente que necesita mucho tiempo de preparación y estudio para que llegue a ser eficaz en el ámbito escolar. De ahí que durante el presente curso 2013/2014, se haya optado por trabajar con una aplicación ya creada específicamente para el currículum de Secundaria, de una calidad y detalle únicos hasta el momento.

Mientras que con los alumnos de 1º de ESO se ha continuado trabajando con la misma metodología expuesta en las pasadas jornadas [1], con la que los alumnos pueden construir sus propios modelos tridimensionales y desplegarlos mediante Realidad Aumentada, con los alumnos de 3º y 4º se buscaba un grado más de interacción entre los marcadores de Realidad Aumentada.

De esta forma, la aplicación que estamos desarrollando en la Universidad Autónoma de Madrid, como parte del Doctorado en Educación que me encuentro realizando, nos era muy oportuna. Sin embargo, la principal dificultad detectada fue la de su implantación en las instalaciones escolares para poder realizar el trabajo de campo con el alumnado. Así pues, nos decantamos por el uso de esta aplicación que nos brindaba la posibilidad de afianzar nuestro objetivo de mejorar la enseñanza de los principales enlaces químicos, lo que permite que el alumnado no solo pueda aprender y vivenciar esos conceptos en el aula de informática o tecnologías de su colegio o instituto (si es que disponen de él), sino que además, al tratarse de una aplicación móvil, se puedan trasladar esos aprendizajes a cualquier lugar y a cualquier momento, sin necesidad de la presencia del profesor.

La metodología utilizada en un primer acercamiento se hizo en el aula, proyectando en la pizarra diferentes compuestos. Se cargaron elementos en los marcadores de Realidad Aumentada, y se hicieron preguntas a los alumnos del tipo: “¿cuál es el resultado de esta reacción?”. Cuando los alumnos respondían se provocaba la reacción de los elementos y se creaba el compuesto permitiendo validar la respuesta. Tras ello, se indagaba en el tipo de enlace, los electrones de valencia, los tipos de elementos y los compuestos resultantes obtenidos.

Así, asociamos un elemento de la tabla periódica a cada Ficha de Realidad Aumentada, escogemos la valencia y el número de átomos con que queremos que actúe, y luego provocamos la reacción acercando las Fichas. La aplicación crea una representación tridimensional de la molécula y nos permite observarla desde todos los ángulos y comprender mejor su estructura, así como el tipo de enlace que forman los átomos entre sí.

Ejemplo de aplicación.

Además, es posible crear baterías de ejercicios que son completamente adaptables en dificultad, tipos de compuestos y nomenclatura. Estos ejercicios incluyen algunos aspectos de gamificación: tiempo máximo de resolución, puntuación y distintas respuesta a las acciones del alumno. Así, la aplicación se adapta a distintos escenarios didácticos: alumnos que salen a la pizarra interactiva a resolver el ejercicio, alumnos que participan en un juego competitivo en un aula de ordenadores, etc. Estos escenarios pueden trabajarse de manera individual o bien por parejas o equipos.

Por último, este tipo de aplicaciones, como ya se ha comentado, permite también el estudio individual y  dar continuidad al trabajo realizado en el aula. La aplicación dispone de algunos refuerzos de teoría (tabla de valencias, reglas de formulación y ejemplos para todos los tipos de compuestos) y la posibilidad de conectarse al repositorio del profesor para cargar ejercicios personalizados. De esta forma, el profesor puede crear sus propias baterías de ejercicios con los compuestos que esté más interesado en trabajar, y compartirlas con los alumnos para que los puedan resolver en casa. Incluso permite que los alumnos creen sus propios ejercicios y los compartan entre sí.

4. RESULTADOS:

Durante las primeras presentaciones de los materiales a los alumnos, las reacciones fueron inmediatas. Se comprobó un gran aumento de la motivación y del interés por trabajar con este tipo de tecnologías, asociadas al aprendizaje de los contenidos curriculares.

Durante las sesiones de trabajo en el aula de informática, en el que el trabajo se realizó por parejas de alumnos, los resultados indican que en un primer acercamiento los alumnos que han trabajado con este tipo de tecnología han interiorizado y aprendido mejor los conceptos asociados, que aquellos que lo hicieron mediante una metodología tradicional.

Trabajo con los alumnos.

La evaluación sobre las aplicaciones mencionadas, así como de su usabilidad, es una de las partes principales de mi tesis doctoral. El extracto que se ha presentado en esta propuesta es una pequeña parte, que explica y expone las posibilidades de este tipo de aplicaciones y su introducción metodológica en el aula.

Junto con las aplicaciones mencionadas, durante los próximos meses se trabajará con una aplicación semejante, en este caso, destinada al estudio de la Geometría en la asignatura de Matemáticas en 1º y 2º de ESO que permite trabajar tres aspectos muy importantes para la comprensión de la materia: investigación, clasificación y medición de los cuerpo geométricos.

Los conceptos donde interviene la visión espacial, resultan especialmente complicados de transmitir con los métodos tradicionales. Es difícil comprender una estructura geométrica en tres dimensiones mediante una representación plana que se ilustra en un libro o en un dibujo en la pizarra. Con lo que ahora, aplicando tecnologías de Realidad Aumentada, es posible poner al alcance de la mano todos los cuerpo geométricos y se posibilita su manipulación directa: actuación sobre los distintos parámetros, control del plegado y desplegado, rotación y observación desde todos los puntos de vista, medición de áreas y volúmenes.Del mismo modo, se proponen ejercicios de clasificación e identificación de propiedades, asociaciones conceptuales con objetos del mundo real que son semejantes a los cuerpos geométricos y otros recursos como la combinación de figuras geométricas.

Aplicación para el trabajo con Geometría.

[1] Lozano, J. (2013): Didáctica de Física, Química y Tecnología en aulas de Secundaria a través de la Realidad Aumentada. Propuesta de innovación para Educación Primaria y Secundaria. Revista Digital Educamadrid. V Jornadas de Integración de las TIC en la Enseñanza. Disponible en: http://www.educa2.madrid.org/web/revista-digital/v-jornadas/-/visor/didactica-de-fisica-quimica-y-tecnologia-en-aulas-de-secundaria-a-traves-de-la-realidad-aumentada-propuesta-de-innovacion-para-educacion-primaria-y-secundaria-