La realidad virtual (VR) es una aplicación informática que permite a los usuarios experimentar simulaciones visuales y de audio tridimensionales inmersivas . Según Pinho (2004), la realidad virtual se caracteriza por la inmersión en el mundo 3D, la interacción con objetos virtuales y la participación en la exploración del entorno virtual. [1] La viabilidad de la realidad virtual en la educación ha sido debatida debido a varios obstáculos, como la asequibilidad del software y hardware de realidad virtual. Los efectos psicológicos de la realidad virtual también son una consideración negativa. Sin embargo, los avances tecnológicos recientes han hecho que la realidad virtual sea más viable y prometen nuevos modelos y estilos de aprendizaje para los estudiantes. [ cita necesaria ] Estas facetas de la realidad virtual han encontrado aplicaciones dentro del ámbito de la educación primaria (grados K-8) para mejorar el aprendizaje de los estudiantes, aumentar la participación y crear nuevas oportunidades para abordar las preferencias de aprendizaje.
La realidad virtual (VR) se puede utilizar de numerosas formas en un entorno educativo. Al considerar la realidad virtual como una mejora continua de los sistemas de simulación basados en PC, los investigadores reconocen su potencial para proporcionar experiencias de aprendizaje especiales que los métodos educativos tradicionales no pueden ofrecer. [2] Aunque los estudios coinciden en que todavía existen restricciones para las aplicaciones de sistemas de realidad virtual en el aula, [2] [3] los investigadores han estado experimentando con el uso de la realidad virtual como parte del método de enseñanza en muchos aspectos de la educación general.
A continuación se muestran ejemplos de intentos de aplicar la realidad virtual en las aulas.
La realidad aumentada (AR) es una tecnología que superpone imágenes virtuales generadas en el mundo real. La coexistencia de objetos virtuales y entornos reales ha fomentado experimentaciones y desarrollos en entornos educativos que no son posibles en el mundo real. [4]
Un estudio realizado por Antonietti et al. (2000) descubrieron que ofrecer a los niños un recorrido virtual en profundidad por una pintura y permitirles examinar todos los aspectos de la misma les ayudó con su descripción e interpretación de la pintura, en comparación con un grupo de control que estudió la pintura sin el uso de realidad virtual. . [5] Otro experimento se llevó a cabo con 91 estudiantes de sexto grado de primaria donde utilizaron una aplicación de realidad aumentada "WallaMe" que impartió una unidad didáctica en educación artística. Tras analizar los resultados, el estudio encontró mejoras estadísticamente significativas en el rendimiento académico, la motivación, el análisis de la información y la colaboración. [4]
La realidad aumentada también ha evolucionado en entornos académicos más convencionales. [6] La reproducción en 3D de los libros de texto proporciona a los estudiantes una forma de aprendizaje más sinérgica. El Instituto para el Fomento de la Enseñanza de la Ciencia y la Tecnología lanzó un libro de texto de geología que permite a los estudiantes aprender información tradicional mientras interactúan virtualmente con las diferentes capas del núcleo de la Tierra. [7]
Otro beneficio de la realidad aumentada es aprovechar diferentes estilos de aprendizaje. Si bien la realidad virtual proporciona una experiencia más inmersiva, las tecnologías de aprendizaje de realidad aumentada favorecen a los estudiantes auditivos. Un estudio realizado sobre la retención de información científica en estudiantes universitarios mostró que la RA es un medio más eficaz para transmitir información auditiva a través de la presencia espacial. [8]
En las excursiones virtuales, los estudiantes visitan lugares del mundo real o simulaciones educativas para experimentar diferentes lecciones. Google Expeditions [9] permite a los estudiantes realizar una excursión compartida utilizando tecnología de auriculares para teléfonos inteligentes bajo el control de la aplicación de un profesor. [10] La realidad virtual de Nearpod proporciona planes de lecciones en todas las materias básicas para los grados primarios y se ha demostrado que aumenta la participación de los estudiantes en las lecciones. [11]
Las excursiones virtuales también pueden permitir a los estudiantes de escuelas primarias de zonas rurales participar en oportunidades de exploración profesional que normalmente no están disponibles. Las experiencias de excursiones están vinculadas a un aumento del interés y la motivación para seguir esas carreras. [12] Un programa, zipTrips, fue diseñado para simular los beneficios de una excursión de exploración de carreras en ciencias biológicas para estudiantes de secundaria. Al aprovechar el poder de la realidad virtual, zipTrips permitió a los estudiantes participar en excursiones en vivo de 45 minutos con científicos y su trabajo. Se demuestra que los estudiantes tienen una percepción mejorada de la ciencia y las carreras científicas. [13]
Aunque la realidad virtual se puede utilizar de forma cooperativa, se ha demostrado que el aprendizaje es especialmente eficaz cuando se utiliza para el aprendizaje independiente. [14] Comerciante y col. (2014) encontraron que "los estudiantes se desempeñaron [significativamente] mejor cuando trabajaron individualmente en lugar de colaborativamente cuando aprendieron a través de [entornos de aprendizaje colaborativo basados en realidad virtual]". [15] Algunas aplicaciones de realidad virtual brindan oportunidades de aprendizaje independiente cuando se combinan con planes de lecciones individuales. [16] Por ejemplo, los estudiantes pueden completar una hoja de trabajo en correspondencia con una simulación de realidad virtual específica.
Mundos virtuales, o mundos virtuales inmersivos tridimensionales en su totalidad, es un entorno interactivo en línea donde las personas usan avatares como representaciones. El entorno se puede diseñar en cualquier contexto y los usuarios controlan sus avatares para realizar tareas en mundos virtuales. Una revisión académica de investigaciones empíricas anteriores identificó tres áreas principales en las que se utilizan los mundos virtuales en entornos escolares: (1) espacios de comunicación, (2) simulación del espacio y (3) espacios experienciales. [17]
Los espacios de comunicación se refieren a la comunicación entre usuarios, posiblemente entre profesores y estudiantes. [17] La comunicación adopta formas tanto verbales como no verbales, utilizando aplicaciones de la función de chat y movimientos de avatar, respectivamente. [17] El segundo uso de los mundos virtuales es la simulación del espacio. [17] El espacio es uno de los elementos más importantes en los mundos virtuales en términos de su escalabilidad y autenticidad con gran viabilidad de simular cualquier entorno. [17] En una iniciativa educativa, se puede construir el entorno en un entorno escolar para que resuene con los estudiantes como si realmente estuvieran en la escuela. La Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur desarrolló un recorrido virtual por el campus para sus futuros estudiantes. [17] El campus virtual muestra información general pero también familiariza a los estudiantes con el campus antes de estar físicamente allí. [17] La tercera característica principal de los mundos virtuales son sus espacios experienciales, que permiten a los estudiantes "aprender haciendo" en lugar de aprender leyendo o escuchando. Con los mundos virtuales, los estudiantes pueden actuar directamente sobre el tema, "observar los resultados de sus acciones" y reflexionar más sobre los resultados observables.
Debido a los recortes presupuestarios y restricciones como las discapacidades, la educación musical en K-12 se enfrenta a desafíos, para los cuales los investigadores buscan ayuda en la tecnología de realidad virtual. Se están experimentando interfaces virtuales con visualización interactiva y retroalimentación de audio para mejorar la experiencia de los estudiantes de aprender un instrumento musical. [18] Otros intentos incluyen ofrecer experiencias simuladas de tocar instrumentos musicales a través de dispositivos de visualización montados en la cabeza. [19]
Un estudio muestra que una combinación de educación virtual y tradicional puede mejorar eficazmente los resultados del aprendizaje musical, a pesar de las preocupaciones por los problemas físicos y pedagógicos, incluidas las enfermedades virtuales y el aislamiento. [20] El uso de la realidad virtual en la educación musical K-12 todavía se encuentra ampliamente en experimentación, mientras que las investigaciones han presentado resultados prometedores. Algunos investigadores sugieren que, aunque los intentos con la realidad virtual demostraron ser efectivos, la realidad aumentada puede ser preferible en la práctica debido a que admite la interacción con instrumentos u objetos reales. [19]
Con su capacidad establecida para crear experiencias simuladas inmersivas, se está evaluando la realidad virtual para mejorar los métodos de enseñanza en las clases de historia. La investigación sobre la enseñanza de la historia del Imperio Romano con una reconstrucción virtual de una ciudad romana muestra una mejora significativa en las experiencias de aprendizaje y resultados académicos de los estudiantes. [21] Los investigadores sugieren que el aumento de la motivación para el aprendizaje, la interactividad mejorada y la experiencia inmersiva son probablemente claves para el éxito del experimento, y mantienen el interés en realizar estudios a mayor escala sobre la enseñanza de la historia con realidad virtual. [21]
La realidad virtual también tiene usos en la educación primaria para el desarrollo socioemocional.
La realidad virtual tiene aplicaciones para el desarrollo de habilidades sociales y la cooperación multiusuario. Puede brindar oportunidades para que los estudiantes colaboren a través de simulaciones cooperativas y se ha demostrado que apoya a los estudiantes introvertidos en sus interacciones grupales. [22] Un estudio encontró que la colaboración basada en realidad virtual crea "colaboración e interacción superiores en el desarrollo de resultados, en comparación con otras situaciones donde se utilizaron estructuras grupales". [22]
El autismo, también conocido como trastorno del espectro autista, es una serie de trastornos del desarrollo que alteran la capacidad de comunicarse e interactuar con otras personas. [23] Si bien el autismo suele aparecer durante la primera infancia, alrededor de 1 de cada 59 niños se identifica con la condición autista según un conjunto de datos elaborado por la Red de Monitoreo de Autismo y Discapacidades del Desarrollo de los CDC. [24] Para combatir los impactos negativos del autismo en el aprendizaje y la socialización en entornos escolares, están aumentando los intentos de utilizar la realidad virtual para aumentar la adaptación de los estudiantes.
Se ha demostrado que las simulaciones de realidad virtual ayudan a los niños con autismo al proporcionarles un mundo virtual en el que pueden aprender a manejar escenarios de la vida real dentro de entornos virtuales seguros y controlados. Un estudio de Strickland et al. (2007) descubrieron que los niños con autismo podían utilizar con éxito mundos virtuales para aprender habilidades en materia de seguridad vial y contra incendios, y podían aplicar esas habilidades a situaciones de la vida real. [25] Un método para facilitar la experiencia de aprendizaje de los estudiantes autistas es el uso de pantallas montadas en la cabeza (HMD) de realidad virtual. Según un estudio que examina las conductas de afrontamiento del uso de cascos de realidad virtual en entornos escolares de 32 estudiantes autistas de entre 6 y 16 años, se observa una preferencia general por "HMD costosos y tecnológicamente avanzados" y actitudes positivas hacia el uso de tecnologías de realidad virtual, como el disfrute y la emoción se encuentran entre los estudiantes. [26] "Desarrollar oportunidades de aprendizaje" e "ir a lugares virtualmente y ver cómo es el mundo" son las dos áreas principales para las que los estudiantes autistas esperan usar HMD en la escuela. [26] Los HMD también ejercen un gran potencial en el futuro del aprendizaje, incluida la relajación de los estudiantes y la creación de más oportunidades de aprendizaje en la escuela. [26]
Otro método es sumergir a los estudiantes en escenarios virtuales que son comunes en el entorno escolar. Utilizando "una instalación CAVETM VR totalmente inmersiva de 4 lados", simula un entorno que es "auténtico, seguro, controlable y manipulable" para capacitar a los estudiantes autistas para que se adapten a situaciones sociales. [27] Un ejemplo del escenario es una serie de pasos de preparación que los estudiantes normalmente toman antes de ir a la escuela, incluido cepillarse los dientes, desayunar y tomar el autobús escolar. [27] En un estudio que examina el comportamiento de 100 estudiantes después de aceptar la formación, se muestran cambios notables en "el reconocimiento de emociones, la expresión afectiva y la reciprocidad social". [27]
El uso de la realidad virtual en la educación primaria ha contado con subvenciones de fundaciones y empresas de capital riesgo. [28] El IEEE celebró talleres sobre "Aprendizaje incorporado K-12 a través de realidad virtual y aumentada (KELVAR)" en 2016 y 2017. [ 29] [30]
A pesar del interés en la realidad virtual para la educación K-12 dentro de las empresas y el mundo académico, también se ha expresado escepticismo sobre su utilidad para los estudiantes de K-12. Una revisión de la literatura realizada en 2009 concluyó que solo los estudiantes K-12 más independientes, intrínsecamente motivados y altamente capacitados tuvieron éxito con la realidad virtual. Esta revisión atribuyó el problema a la falta de experiencia en adaptar la realidad virtual específicamente a K-12; la mayor parte de la experiencia había sido con software de realidad virtual diseñado para adultos. [31]
Si bien la Realidad Virtual puede ser una buena herramienta de apoyo para los estudiantes en sus estudios, todavía existen ciertas preocupaciones y desafíos a los que se enfrenta la Realidad Virtual en Educación Primaria.
Actualmente, existen posibles problemas físicos, fisiológicos y psicológicos para los usuarios asociados con el sistema de Realidad Virtual. [15]
Dado que la realidad virtual es un entorno simulado, el malestar del simulador es una preocupación para el usuario. El uso de cascos de Realidad Virtual durante un largo período de tiempo podría causar incomodidad y mala percepción de la profundidad a los estudiantes. [32] Esto se debe potencialmente a la corta distancia entre la pantalla electrónica y los ojos del usuario. [32]
Otros síntomas potenciales incluyen náuseas, fatiga, mareos, dolor de cabeza y sudoración. [32]
Una desventaja del entorno totalmente inmersivo es que el usuario no puede sentir los objetos del mundo real a su alrededor una vez que ingresa al mundo virtual. [33] Por lo tanto, con cierta cantidad de movimiento requerido durante la inmersión en realidad virtual, la colisión con objetos del mundo real se convierte en una preocupación porque los usuarios pueden toparse fácilmente con un obstáculo y lastimarse. Además, muchos equipos de Realidad Virtual también incluyen señales sonoras que pueden bloquear el sentido de la audición de los sonidos del mundo real. Sin entradas de sonido del mundo real, los usuarios no pueden captar los avisos de los demás durante un accidente.
Al igual que en los videojuegos, un usuario puede volverse adicto al mundo que ofrece la tecnología de Realidad Virtual. [33]
La inmersión en Realidad Virtual puede provocar una situación en la que los estudiantes no puedan distinguir la realidad de la realidad virtual. [34] Esta confusión sobre el mundo real puede tener como resultado un impacto negativo en la seguridad física de un estudiante, ya que es posible que no diferencien las situaciones peligrosas que les suceden. [34] Además, los estudiantes podrían confundirse al estar sobrecargados por la información virtual que necesitan aprender, los equipos complejos que necesitan dominar y las tareas que deben terminar. [34]
La Realidad Virtual todavía no es una tecnología que sea tomada en serio y aceptada por algunas personas, porque la consideran como un juego. [ cita necesaria ] Las actitudes de los estudiantes pueden cambiar entre si su tarea es jugar un juego o pensar críticamente y obtener conocimientos. [ cita necesaria ] Por lo tanto, se necesita tiempo y esfuerzo para difundir el conocimiento potencial y positivo de la utilidad de la realidad virtual en la educación.
Para convertirse en una herramienta educativa principal, el equipo de Realidad Virtual debe ser accesible para todos los estudiantes de la clase, en lugar de utilizar de manera ineficiente un casco de Realidad Virtual compartido y consumir un valioso tiempo de aprendizaje. [35] Con equipos de gama baja, los usuarios obtendrán experiencias de gama baja, mientras que los equipos de Realidad Virtual de gama alta costarían cientos o incluso miles de dólares. [35] Para proporcionar el mejor entorno educativo de Realidad Virtual para los estudiantes, es necesario considerar el uso y la asequibilidad de los equipos de Realidad Virtual.
A medida que el equipo se hace más pequeño, las infraestructuras que almacenan datos detrás se hacen más grandes. Si la tecnología de Realidad Virtual se utiliza masivamente en el mismo entorno, los sistemas individuales y las percepciones inmersivas de los usuarios se conectarán en red. Una red grande permite la recopilación de datos de los usuarios, y esto puede conducir a una posible situación de vigilancia en la que otros rastrean la privacidad individual de los usuarios y la exponen a otros. [36]
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