Resumen: La realidad aumentada es una herramienta tecnológica actual que permite la interacción de objetos virtuales con el mundo real. Esta tecnología ha sido implementada por varios investigadores con fines educativos que posibilita fortalecer y mejorar la enseñanza-aprendizaje, especialmente en el estudio de enfermería. En esta investigación, se realiza una revisión sistemática de la literatura sobre materiales didácticos que aplican la realidad aumentada para la educación. Se utiliza el método Torres-Carrion, González, Aciar & Rodríguez (2018), para estructurar el problema de investigación, obteniendo preguntas que involucran los estándares de realidad aumentada, guías de diseño, métodos interactivos, innovación tecnológica educativa y procesos de adaptación a los recursos tecnológicos actuales. Se hallaron 313 trabajos aplicando el script de búsqueda semántica, sin embargo, 35 estudios son relacionados.
Palabras clave: augmented reality; Interactive system; systematic review.
Abstract: Augmented reality is a current technological tool that allows the interaction of virtual objects with the real world. This technology has been implemented by several researchers for educational purposes that makes it possible to strengthen and improve teaching-learning, especially in the nursing study. In this research, a systematic review of the literature on teaching materials that apply augmented reality for education is carried out. The Torres-Carrion, González, Aciar & Rodríguez (2018) method is used to structure the research problem, obtaining questions that involve augmented reality standards, design guides, interactive methods, educational technological innovation and processes of adaptation to current technological resources. 313 papers were found applying the semantic search script, however, 35 studies are related.
Keywords: augmented reality; Interactive system; systematic review.
1. Introducción
La tecnología denominada Realidad Aumentada (RA) ayuda a la implantación de objetos virtuales dentro del mundo real, los cuales son generados por sistemas computacionales y a su vez pueden ser manipulados por parte del usuario (Guerrero, Mera, López, Reinoso & Dávila, 2018). Los dispositivos que pueden implementar esta tecnología son varios, como una pantalla de visualización montada en la cabeza (HMD) (Sugiura, Kitama, Toyoura & Mao, 2018), una computadora de escritorio o portátil, o un dispositivo móvil equipado con al menos una cámara trasera (Altinpulluk, 2019). En este estudio la RA se centrará en dispositivos móviles (mAR), debido a la facilidad y flexibilidad de los instrumentos, garantizando así que los estudiantes tengan una mejor experiencia en el proceso de aprendizaje.
Uno de los objetivos del presente trabajo es contribuir al conocimiento de las investigaciones sobre las aplicaciones de realidad aumentada en la educación, en particular, con estudiantes universitarios de la carrera de Enfermería con dificultades de aprendizaje.
Es por ello, que se realizó una revisión sistemática de literatura, de esta manera se logró identificar las preguntas y justificar esta investigación. Se empleó el método elaborado por (Torres-Carrión, et al., 2018), que divide la revisión en tres etapas: planificación, realización y reporte sistemático. En esta indagación se hallaron 313 trabajos aplicando el script de búsqueda semántica, sin embargo, 35 estudios son relacionados (estado del arte) con la realidad aumentada.
Con esta información en la mano, se propuso cinco preguntas de investigación que incluyen estándares para el aprendizaje con realidad aumentada, pautas de diseño, métodos e instrumentos que se emplean para fortalecer la educación en estudiantes de la carrera de Enfermería, evaluar resultados en innovación tecnológica enfocada a la educación, y personalizar los recursos educativos en función de las dificultades de los estudiantes.
En la planificación para la búsqueda se establecieron varios criterios, así como parámetros complementarios tanto de inclusión como de exclusión. Abarcando estudios, estándares del Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (IEEE, 2019; IEEE, 2020), guía para desarrolladores (XR Association, 2018), para responder a las interrogantes planteadas. El resultado de la aplicación del método (Torres-Carrión, et al., 2018) en la base de datos Scopus, fue de trescientos trece artículos relacionados, aplicando el script de búsqueda. En el reporte de la revisión se presenta los resultados de la búsqueda en apartados, respondiendo de forma sistemática las interrogantes que guiaron este proceso.
2. Método
Se empleó la metodología para la revisión sistemática de literatura aplicada a ingeniería y educación de Torres et al. (2018). La estructura se observa en la Figura 1, que consta de las fases como la planificación, conducción de la revisión y reporte, cada una de ellas con sus respectivos apartados y subapartados.
2.1. Planificación
2.1.1. Estado actual de Realidad Aumentada
Con el crecimiento de la tecnología, la dependencia de ésta en la actualidad, con el fin de lograr una experiencia agradable para el usuario, ha surgido la realidad aumentada. La cual tiene un fin muy bien definido, lograr incluir un factor tecnológico virtual en el contexto real (Wüller, Behrens, Garthaus, Marquard & Remmers, 2019), es decir, estudia cómo se desenvolverá una objeto computacional y cómo sería la interacción del usuario al emplearlo, es por ello que en este área han determinado diferentes herramientas que ayudan a que el usuario se sienta cómodo al usarlo, estos a su vez han sido bases de enfoques de diseño primordiales al momento del desarrollo de un artefacto tecnológico (Altinpulluk, 2019).
2.1.2. Preguntas de investigación
La realidad aumentada es cada vez más aplicada en diferentes áreas, pero en especial en la educación, debido a que tienen un alto potencial para herramientas pedagógicas, abriendo nuevas interrogantes de investigación (Ibáñez & Delgado, 2018). Dentro de este marco, el presente estudio hace énfasis en la realidad aumentada, como recurso educativo del proceso de aprendizaje de Morfofisiología (anatomía), por lo que se plantean las siguientes preguntas de investigación.
* RQ1: De los estándares descritos para la Realidad Aumentada ¿Cuáles se podrían aplicar en los entornos educativos universitarios?
* RQ2: ¿Cómo implementar las guías de diseño en el desarrollo de interfaces que emplean realidad aumentada orientada a estudiantes universitarios?
* RQ3: ¿Qué métodos interactivos se consideran para el fortalecimiento de la educación superior en la carrera de Enfermería?
* RQ4: ¿Cómo se evaluaron los resultados de la investigación en innovación tecnológica educativa?
* RQ5: ¿Qué procesos se adaptaron para los recursos tecnológicos actuales en el ámbito educativo, tomando en cuenta las necesidades y las dificultades de los estudiantes?
2.1.3.Mentefacto. Conceptual
Para establecer los campos que se orienta la investigación, se elabora un mentefacto conceptual. En la Figura 2 se visualiza el desglose de los temas relacionados a la realidad aumentada, donde Torres-Carrión, González-González, Bernal-Bravo, & InfanteMoro (2019) afirman que "Moverse verticalmente puede hacer que el concepto central sea más específico o general" (p. 4). En la parte alta de la figura se encuentra la clase superior (upperclass - Interacción Humano Computador), en la inferior las subclases (subclasses - Reconocimiento por marcadores, basado en imagenes u objetos, basado en geolocalización y basado en gafas), en la derecha las excluidas (classes excluded - Robótica, Procesamiento del lenguaje natural y aprendizaje de máquina) y a la izquierda las propiedades de inclusión (issordination properties - Educación, capacidad, innovación, Morfofisiología, aplicación móvil) del concepto a estudiar (Torres-Carrion, et al., 2018).
2.1.4.Estructura de búsqueda semántica
Como resultado del mentefacto conceptual, se define la estructura de búsqueda semántica, se establecieron 5 niveles (N1, N2, N3, N4 y N5) como menciona Torres-Carrion, et al. (2018) establecer los campos que se orienta la investigación, se elabora un mentefacto conceptual. En la Tabla 1 se evidencia en el nivel 1 realidad aumentada (N1 - abstracción conceptual), nivel 2 estudiantes (N2 - población específica), el nivel 3 educación (N3 - campo de aplicación), el nivel 4 innovación (N4 - subcampo de aplicación) y finalmente en el nivel 5 la elación con cada pregunta (N5 - Q1, Q2, Q3, Q4, Q5).
2.1.5.Revisiones sistemáticas relacionadas
Para dar continuidad, se realiza una indagación preliminar de revisiones sistemáticas, se utiliza la base de datos Scopus aplicando una sintaxis de búsqueda semántica (Tabla 2), como consecuencia de esto, se hallaron 313 trabajos, siendo 32 de estos estudios revisiones de literatura, no obstante, únicamente 5 de ellos, descritos en la Tabla 3, tienen relación con ciertas preguntas de investigación, cabe indicar que, es necesario realizar este estudio para contestar todas las interrogantes planteadas.
2.1.6.Selección de revistas y bases de datos
La base de datos utilizada para el filtrado de documentos fue Scopus (con la licencia de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador sede Santo Domingo, se actualizó la búsqueda el 13 de diciembre del 2019). La base de datos presenta toda clase de documentos relacionados a los parámetros especificados mediante una lista, los resultados se pueden seguir filtrando a través de la especificación de algunos campos ya preestablecidos en el sitio web como años, autores, idioma, entre otros (Ver Tabla 3).
2.2.Desarrollo de un protocolo de revisión
2.2.1. Definición de criterios de inclusión y exclusión
Con respecto a la búsqueda, se desarrolla el protocolo de revisión, en el cual se establecen criterios generales y específicos (Ver Tabla 4).
3.Reportar la revisión
3.1. RQ1: De los estándares descritos para la Realidad Aumentada ¿Cuáles se podrían aplicar en los entornos educativos universitarios?
Debido a que la realidad aumentada es una tecnología en desarrollo, son pocos los estándares que son enfocados a su implementación. El estándar P2048.7 que consta en la Tabla 5, se encuentra en revisión por parte del órgano encargado (IEEE) y el P1589/ D3 se publicó un borrador el 31 de octubre de 2019, por lo que aún no se han tomado como referencia en trabajos asociados a esta área del conocimiento.
3.2.RQ2: ¿Cómo implementar las guías de diseño en el desarrollo de interfaces que emplean realidad aumentada orientada a estudiantes universitarios?
Se encontró una guía para desarrolladores denominada XR PRIMER 2.0 (A starter guide for developer), orientada a la elaboración de aplicaciones tanto de realidad virtual como realidad aumentada, enfocada en establecer las categorías de diseño (Tabla 6), pues la XR Association afirman que "si las experiencias XR no integran las pautas básicas de diseño de aplicaciones, pueden causar molestias en algunos usuarios" (p. 6). Como resultado de esta pregunta, no se encontró trabajos relacionados que en su implementación consideren la guía XR PRIMER 2.0.
3.3.RQ3: ¿Qué métodos interactivos se consideran para el fortalecimiento de la educación superior en la carrera de Enfermería?
Los estudiantes de Enfermería asisten a una serie de eventos que se contemplan en su formación académica (Barmaki, Yu, Pearlman, Shingles, Bork, Osgood & Navab, 2019). En la Tabla 7 se visualiza los resultados de los trabajos relacionados a esta pregunta, siendo los métodos: Teoría del aprendizaje situado con 54.55%; Tecnología AR con el 27.27%; Aprendizaje Ubicuo y ARH con 9.1% respectivamente.
3.4.RQ4: ¿Cómo se evaluaron los resultados de la investigación en innovación tecnológica educativa?
En la Tabla 8, se visualiza los resultados de los métodos empleados en investigación tecnológica educativa, por consiguiente, el rendimiento académico con herramientas tecnológicas interactivas representa el 66.67%; aprendizaje autónomo con material didáctico el 16.67% y efectos en términos de conocimiento por medio del aprendizaje empleando realidad aumentada con un 16.67%.
3.5.RQ5: ¿Qué procesos se adaptaron para los recursos tecnológicos actuales en el ámbito educativo, tomando en cuenta las necesidades y las dificultades de los estudiantes?
En la Tabla 9, se reporta el resultado de los recursos tecnológicos en el ámbito educativo, en consecuencia, el proceso de adaptación en el ámbito educativo representa un 42.86%; el detalle de la estrategia de aprendizaje empleando realidad aumentada en un 28.57%; y efectos en términos de conocimiento por medio del aprendizaje empleando realidad aumentada con un 28.57%.
4.Conclusiones
A través de la metodología de Torres-Carrion, et al. (2018), se estructura la información, brindando la facilidad de escoger las investigaciones necesarias para el estudio. Siendo así a través del script, se pudo obtener las diferentes revisiones sistemáticas que avalaron esta investigación, además artículos de las diferentes revistas que permiten sustentar las preguntas de investigación planteadas, brindando al estudio la información necesaria obteniendo un aporte al área científica.
La Realidad Aumentada es una tecnología emergente, pero que ha tenido un crecimiento exponencial desde el momento de su aparición, una desventaja de la aplicación de esta tecnología es el limitado número de estándares o normas que ayuden a un desarrollo eficiente y lo más importante que sea agradable para el usuario, por lo que en esta revisión sistemática no se hallaron trabajos que utilizan los estándares en proceso antes descritos.
Se obtuvieron varios artículos que aportan sobre cómo fortalecer la educación superior, entre las cuales destacan herramientas en las cuales se dieron la aplicación de la tecnología realidad aumentada y también centradas en el aprendizaje ubicuo, a su vez se hallaron estudios los cuales implementaron ambos conceptos.
Se obtuvieron varios artículos que aportan a la innovación tecnológica educativa, a su vez demostrando su nivel experimental, generando grupos que estudio enfocados al aprendizaje y obtención de conocimiento a través de materiales didácticos y herramientas tecnológicas, algunas de ellas empleando realidad aumentada.
Se obtuvieron varios artículos que se enfocan considerablemente en la adaptación de procesos en los recursos tecnológicos actuales en el ámbito educativo, donde se toma en cuenta las necesidades y dificultades de los estudiantes y también se demuestra las investigaciones que estudian los procesos que se aplican al aprendizaje a través de la realidad aumentada.
Recebido/Submission: 12/04/2020
Aceitaçao/Acceptance: 24/06/2020
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Abstract
Palabras clave: augmented reality; Interactive system; systematic review. Abstract: Augmented reality is a current technological tool that allows the interaction of virtual objects with the real world. In this research, a systematic review of the literature on teaching materials that apply augmented reality for education is carried out. The Torres-Carrion, González, Aciar & Rodríguez (2018) method is used to structure the research problem, obtaining questions that involve augmented reality standards, design guides, interactive methods, educational technological innovation and processes of adaptation to current technological resources. 313 papers were found applying the semantic search script, however, 35 studies are related. Keywords: augmented reality; Interactive system; systematic review. 1.
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