ISSN 0798 1015
ISSN 0798 1015
Vol. 38 (Nº 15) Año 2017. Pág. 4
Zhoe COMAS-GONZÁLEZ 1; Isabel ECHEVERRI-OCAMPO 2; Ronald ZAMORA-MUSA 3; Jeimy VELEZ 4; Roman SARMIENTO 5; Martha ORELLANA 6
Recibido: 03/10/16 • Aprobado: 25/10/2016
2. Ambientes virtuales inmersivos
3. Recientes tecnologías en e-learning
4. Análisis a través de mapas bibliometricos
RESUMEN: El uso de las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC), ha permitido mayor apropiación de herramientas que impactan los métodos de enseñanza y aprendizaje, como por ejemplo la implementación de entornos inmersivos. En este artículo se presenta un estudio acerca de las tendencias recientes de la educación virtual, primero realizando una revisión conceptual y seguidamente a través de un análisis basado en redes bibliometricos. Los resultados encontrados evidencian una fuerte conexión entre la educación y los entornos inmersivos, demostrando que este tipo de ambientes virtuales es una tendencia actual y futura en el ámbito educativo. |
ABSTRACT: The ICT use has allowed a broad appropriation of tools that impacts learning and teaching methods, such as the implementation of immersive environments. This paper presents a study about recent trends of virtual education through a conceptual review and analysis based on bibliometric networks. These results show a strong connection between education and immersive environments, demonstrating that this type of virtual scenario is tendency nowadays as in the future of the education. |
Con la creación del Internet en 1960, (Segaller, 1999) la educación ha evolucionado en su forma de enseñar. Hoy en día, desde las diferentes disciplinas se ha implementado el uso de las TIC para la enseñanza de asignaturas o temas específicos, esto, gracias a que la tecnología avanza de manera acelerada y aporta beneficios a sus usuarios (Arantes, Stadler, Del Corso, & Catapan, 2016; Zamora, 2010; Paez-Logreira, Zabala-Campo, & Zamora-Musa, 2016).
El trabajo de (Herpich et al., 2014) argumenta que, frente a estos avances en la informática, el sector educativo atraviesa por una renovación en la que se utiliza la tecnología como una herramienta de trabajo, añadiendo valor agregado a la enseñanza y al conocimiento compartido. Por ejemplo, la oferta de carreras virtuales ha incrementado, y gracias a ello un mayor número de personas tienen acceso a la educación (Bastos, Bottentuit, Costa, & Oliveira, 2016; Krull, Wetmore, Ruggiero, & Sharp, 2006).
Muchas instituciones de educación superior, IES, hacen uso de la virtualidad como complemento de las clases presenciales, sin embargo, este recurso puede aprovecharse de una mejor manera si estas aulas virtuales fuesen inmersivas. El autor (Sharma et al., 2014) comenta que los entornos virtuales inmersivos proporcionan la sensación de estar físicamente presente en un mundo irreal, generando una sensación de inmersión completa al interactuar con agentes y objetos virtuales que lo rodean. Estas bondades se pueden utilizar ampliamente en la educación facilitando el trabajo colaborativo de los estudiantes, tal como se observa en los trabajos de (Wei, Chen, & Doong, 2009; Lemus & Benlloch, 2011; Krull, Wetmore, Ruggiero, & Sharp, 2006). De esta manera, los adelantos tecnológicos proporcionan un aporte significativo en el desarrollo de actividades más dinámicas enfocadas en cualquier área del conocimiento (Rocha et al., 2015; Kovács, Murray, Rozinaj, Sulema, & Rybárová, 2015).
El artículo se encuentra organizado de la siguiente manera: en la primera sección se describe la metodología utilizada, donde se menciona la revisión conceptual realizada y como un segundo paso metodológico un análisis basado en redes bibliometricas; seguidamente, se realiza un resumen del uso de la tecnología en la educación virtual, abarcando los antecedentes que soportan el aprendizaje, para después continuar con los resultados y discusión donde se desglosan los datos resultantes de los análisis realizados y por ultimo las conclusiones y los referentes bibliográficos.
La metodología usada para la investigación consintió como primer paso en una revisión sistemática de la literatura para identificar las tendencias de la educación virtual en entornos inmersivos; para lo cual se seleccionaron como fuentes de consulta las bases de datos especializadas IEEE Xplore, Science Direct, Scopus, Web Of Science y el metabuscador Google Scholar. Se tuvieron en cuenta artículos y libros comprendidos entre 1995 al 2016, así también, criterios de inclusión, exclusión y se establecieron cadenas de búsqueda para limitar la información encontrada, los cuales se observan en la Tabla 1:
Tabla 1. Criterios de inclusión, exclusión y cadenas de búsqueda.
Como segundo paso se realizó un análisis basado en redes bibliometricas y técnicas de clúster donde, usando las mismas cadenas de búsqueda mostradas en la Tabla 1 y usando el software VOSviewer®, se crearon mapas bibliométricos teniendo en cuenta aspectos como: coautoría, co-ocurrencia de palabras claves, citaciones, entre otros (van Eck & Waltman, 2009); para las características de esta investigación se usa la técnica de co-ocurrencia de palabras claves debido a que se está investigando sobre las tendencias recientes y el nivel de conexión entre estas.
Los autores (Ramos, Larios Delgado, Cervantes Cabrera, & Leriche Vázquez, 2008) define los ambientes virtuales Inmersivos como “espacios tridimensionales, reales o imaginarios, generado por una computadora, con el que una persona puede interactuar, produciéndole la sensación de estar dentro de un lugar”. Por otro lado, (Iskander, Catten, Jones, Jameson, & Balcells, 1995) mencionan en su obra que “los entornos virtuales son mundos diferentes en cuanto a que su arquitectura, su cultura, expectativas y prácticas son distintos”. (Vander-valk, 2008) lo define como “espacios con capacidad de crear zonas de recombinación cultural, económica y de identidad que amplía las posibilidades de experiencias de aprendizaje colaborativo y favorece el desarrollo de comunidades de aprendizaje”. Dicho en otras palabras, los ambientes virtuales Inmersivos son espacios de inmersión 3D de fácil interacción, que estimulan los sentidos de los usuarios y producen sensaciones de estar en un ambiente o lugar. En el trabajo de (Condic, 2009), se definen las características que los constituyen:
Teniendo en cuenta lo anterior, a través de estas plataformas se pueden establecer espacios de comunicación que fomenten una nueva modalidad de relacionarse con el estudio y que, además, permita la transmisión de un conocimiento integral entre el estudiante, el docente y este medio.
El proceso de comunicación en este tipo de ambientes se constituye por uno o varios usuarios conectados en un espacio virtual tridimensional – inmersivo-, al cual acceden para darle vida a un Avatar; a través de él, pueden interactuar con una comunidad virtual donde responden a actividades que ahí se presenten (Schettino, 2015). En la Figura 1 adaptada de (Zamora-Musa, Vélez & Villa, 2016) se observan Avatares que están representando a usuarios o estudiantes interactuando en un espacio 3D de educación virtual.
Figura 1. Usuarios interactuando a través de Avatares en un espacio virtual 3D.
Los ambientes virtuales se han convertido en una tendencia en el sector educativo; ellos combinan escenarios de educación donde se simulan aulas de clases reales, permitiendo la interacción de los individuos con materiales y herramientas para una experiencia inmersiva, (Chung, 2011).
La educación a través de los ambientes virtuales está más enfocada en las necesidades y el ritmo de aprendizaje del estudiante (Chen & Yang, 2014). Por ello, (Luengas, Guevara, & Sánchez, 2009) afirma que la educación virtual promueve conexiones no solo con la tecnología sino también con varios usuarios, permitiendo así una mayor interconectividad con el mundo y con las fuentes de información, propiciando el aprendizaje colaborativo.
La perspectiva de la educación virtual incluye ciertas categorías que se apropian de una manera muy específica, según los criterios del aprendizaje que se trabajen, (Silva-Ortega et al., 2014; Ala-Mutka, Yves and Redecker, 2008). A nivel tecnológico, los ambientes virtuales están basados por un entorno cliente- servidor, donde el cliente es un usuario que interactúa con los elementos, y el servidor es el lugar que hace posible la conexión con el entorno (Zamora-Musa and Villa, 2013).
El autor (Chung, 2011) manifiesta que la aplicación de los ambientes virtuales tiene gran potencial en la educación, más específicamente cuando se habla de contextos donde el aprendizaje es inmersivo o exploratorio. Así también, manifiesta que el currículo debe estar adaptado a los procesos de aprendizaje, por lo cual, el uso de la tecnología debe estar integrado en el currículo ya que esto no sólo provee simulaciones de un ambiente real, sino que también lo incorpora con los ambientes de aprendizaje virtuales para una interacción más efectiva, promoviendo el interés en los estudiantes y la eficacia del conocimiento.
Con el desarrollo de las TIC, el E-learning o educación virtual ha innovado en procesos educativos logrando de esta manera mejores resultados en el aprendizaje (Tong and Yang, 2009) De la misma manera, la realidad virtual en la educación ha impactado positivamente generando consigo cambios en las metodologías de enseñanza y aprendizaje (Chung, 2011), lo cual se puede constatar en estudios como los desarrollados por (Kovács, Murray, Rozinaj, Sulema, & Rybárová, 2015; Badashian, Firouzabadi, Delcheh, Afzali, & Mahdavi, 2010; Krull, Wetmore, Ruggiero, & Sharp, 2006), quienes hacen uso de los ambientes virtuales inmersivos en la enseñanza de disciplinas variadas, dentro de ellas, la ingeniería electrónica, eléctrica, ciencias de la computación, el sector de la salud, entre otros.
Las tendencias recientes de la educación virtual han posibilitado el uso de la Realidad Virtual Inmersiva (RVI) a través de Internet con lo cual se ha logrado la generación de aplicaciones innovadoras en distintas áreas como el entretenimiento, turismo, deportes y sobre todo en la educación (Boyle et al., 2014; Jou & Wang, 2013; Abulrub, Attridge, & Williams, 2011). La RVI es una representación de la vida real en tercera dimensión (3D) diseñada a través de un computador, en la cual los usuarios o estudiantes navegan en la plataforma usando avatares (representaciones humanoides), interactuando con otros usuarios representados también a través de avatares y con objetos simulados en tiempo real (Ke, Lee, & Xu, 2016; Mitchell, Parsons, & Leonard, 2006)
Igualmente, la RVI permite una serie de diversas experiencias en la educación porque genera la sensación de tener otro cuerpo, cuando está usando el casco o las gafas que le permiten moverse e interactuar con el medio donde está el avatar (Slater and Sanchez-Vives, 2014). Por lo cual la inmersión siendo una tendencia reciente en la educación virtual, propicia la construcción de aprendizaje de una manera innovadora (Peng, Tan, & Liu, 2015; Pollock & Biles, 2016)
Los autores (Bachen, Hernández-Ramos, Raphael, & Waldron, 2016; Triberti, Villani, & Riva, 2016; Theng and Mai, 2013; Nickerson, Corter, Esche, & Chassapis, 2007) indagaron sobre la satisfacción de los estudiantes luego de hacer uso de los ambientes virtuales inmersivos. En él exponen que:
En este orden de ideas, se puede afirmar que son múltiples las ventajas de los ambientes virtuales inmersivos ya que proporcionan diferentes tipos de apoyo, como la estimulación, motivación y apropiación del conocimiento.
Gracias a los avances tecnológicos hoy en día se tienen muchas tendencias innovadoras en distintas áreas, tal como las tecnologías e interfaces para ambientes virtuales inmersivos. Un ejemplo de ello son las gafas inteligentes o Smartglasses, conlas cuales debido a su principal característica: capacidad de manos libres, se puede realizar diversas acciones que incluyen desde aspectos médicos como la cirugía, pasando como entretenimiento como juegos de video y como tendencia reciente actividades de enseñanza y aprendizaje (Pecci et al., 2016; Wahl, Amft, & Freund, 2015; Muensterer, Lacher, Zoeller, Bronstein, & Kübler, 2014; Parslow, 2013)
Uno de los ejemplos de las gafas inteligentes son las Holonlens® de Microsoft®, las cuales cuenta con técnicas de visualización estereoscópica que forman una realidad aumentada inmersiva (Bazzaza, Al Delail, Zemerly, & W. P. Ng, 2014). En la Figura 2 se puede apreciar este dispositivo.
Figura 2. Gafas Holonlens de realidad aumentada
Fuente: (Furlan, 2016).
Estas gafas cuentan con cuatro cámaras espaciales de mapeo y una cámara de profundidad, y son capaces de crear un modelo 3D del entorno (Furlan, 2016).
La interfaz de estos dispositivos es construida bajo criterios que sean lo más reales posibles para el humano, que permitan una interacción totalmente inmersiva y que el usuario sienta una experiencia de aprendizaje real.
Como se mencionó líneas arriba, existen técnicas de visualización estereoscópicas que permiten la generación de realidad aumentada. De acuerdo a (Malkawi et al., 2004) este tipo de visualización está constituida por las siguientes etapas:
El análisis de mapas bibliometricos es realizado teniendo en cuenta la co-ocurrencia de palabras claves para de esta manera visualizar las tendencias recientes de la educación virtual y su conexión con los entornos inmersivos. En esta investigación se utiliza la normalización de co-ocurrencia de datos llamada Fuerza de Asociación, la cual es más adecuada que los índices de coseno y Jaccard (Van Eck & Waltman, 2007; Van Eck, Waltman, Den Berg, & Kaymak, 2006)
Con el uso del software VOSviewer® (Waltman, van Eck, & Noyons, 2010; Ovallos-Gazabon, Villalobos-Toro, DelaHoz-Escorcia, & Maldonado-Perez, 2015) y las técnicas comentadas anteriormente, se realizan los siguientes mapas bibliometricos. En la Figura 3 se observa el resultado grafico de la co-ocurrencia de palabras claves, donde se puede observar que la palabra clave “Realidad Virtual” tiene una fuerte presencia, mostrándose como un nodo central donde todas las demás palabras claves convergen, el grosor de las líneas que unen a las palabras claves muestran mayor fuerza de asociación entre estas.
Figura 3. Mapa Bibliográfico con la palabra clave “Realidad Virtual”
Teniendo en cuenta que para analizar el Mapa Bibliográfico se está usando la técnica de “Fuerza de Asociación”, a continuación, en la Tabla 2, se observa una relación de fuerza entre cada una de las palabras claves de la Figura 3, entre más alto el número, mayor fuerza de asociación entre las palabras claves, es decir, estas palabras aparecen más veces juntas en los resultados de investigación.
Tabla 2. Fuerza de Asociación entre palabras claves
La Tabla 2, está organizada de la siguiente manera, se muestra la relación de fuerzas entre la palabra clave “Realidad Virtual” y las otras palabras mostradas, con lo cual se puede observar que la mayor fuerza de asociación se presenta entre las palabras “Realidad Virtual” y “Entorno Inmersivo” con un valor de 115, continuando la relación con la palabra “Gráficos Interactivos” con un valor de 113 y así sucesivamente.
A continuación, para realizar un análisis donde no exista un elemento principal donde converjan todos los demás elementos y poder observar de esta manera relaciones de asociación sin un nodo central que atraiga todas las fuerzas de asociación, se elimina la palabra clave “Realidad Virtual” y se realiza un nuevo mapa bibliográfico, el cual se muestra en la Figura 4.
Figura 4. Mapa Bibliográfico sin la palabra clave “Realidad Virtual”
En la Figura 4. se observa el resultado grafico de la co-ocurrencia de palabras claves, sin usar el término “Realidad Virtual”, se puede analizar que se han organizado dos grupos o clusters, los cuales se forman de acuerdo a la cercanía de las palabras en los resultados de investigación. Para este caso se visualizan dos grupos uno de color verde con las palabras: Educación, mundos virtuales y gráficos interactivos y otro grupo de color rojo con las palabras: Inmersivo, realidad aumentada, Interacción Persona-Ordenador, entre otras.
Ahora en la Tabla 3, usando la técnica de “Fuerza de Asociación”, se observa una relación de fuerza entre cada una de las palabras claves de la Figura 4
Tabla 3. Fuerza de Asociación entre palabras claves sin el término “Realidad Virtual”
La Tabla 3, está organizada de la siguiente manera, como eje de comparación se usa la palabra clave “Educación” teniendo en cuenta que la investigación es acerca de sus tendencias recientes. En la sección de arriba se encuentra organizado el grupo o clúster 1 que son las palabras más cercanas en los resultados de investigación de acuerdo a la técnica de “Fuerza de Asociación” y en la sección de abajo se encuentran organizado el grupo o clúster 2, es de anotar que la palabra clave “Educación” no hace parte del grupo o clúster 2.
Teniendo en cuenta lo anterior la mayor fuerza de asociación que se presenta con la palabra clave “Educación” con algún otro termino que no sea del mismo grupo o clúster es con la palabra clave “Inmersivo” con un valor de 11, con lo cual se puede observar que existe una fuerte conexión como tendencia actual entre la educación virtual y los entornos inmersivos
Para realizar el trabajo se definieron unas cadenas de búsquedas, limitadas por tiempo de antigüedad/novedad, criterios de inclusión y de exclusión; además de construcción de mapas bibliometricos y obtención de datos de palabras claves aplicando la técnica de “Fuerza de Asociación” con ayuda del software VOSviewer®.
La búsqueda especializada se realizó a través de artículos, libros y ponencias, de más de 9000 documentos analizados principalmente de las bases de datos especializadas IEEE Xplore, Science Direct, Scopus, Web Of Science y el metabuscador Google Scholar, donde el 60.8% de la literatura referenciada corresponde al área de ciencias de la computación, el 33.3% corresponde a Ingeniería a nivel general, el 14.5% corresponde a Ciencias Sociales, el 13% corresponde a Matemáticas, el 8.3% corresponde a Medicina y un 24.3% corresponde a otras áreas del saber.
En los resultados del análisis de mapas bibliometricos se puede observar que la Educación Virtual tiene la siguiente fuerza de asociación con palabras claves de otros clústeres: con Entornos Inmersivos un valor de 11, con Interacción Persona-Ordenador un valor de 8, con Realidad Aumentada un valor de 7, con Visualización un valor de 4, con Interfaz de Usuario con un valor de 2, mostrando un que la mayor fuerza de asociación de la Educación Virtual es con Entornos Inmersivos.
Se encontró también que la mayoría de trabajos analizados promueven el uso de las TIC y los ambientes virtuales en el estímulo y motivación del estudiante en los procesos de enseñanza, validando incluso que los entornos inmersivos generan aportes significativos en el aprendizaje, ratificando de esta manera la importancia que tienen este tipo de ambientes en las nuevas formas de educar.
Después de analizar algunas características de las tendencias futuras en la educación, es necesario mostrar el cambio que está dando la educación con el avance de las TIC. En esta área, la comunicación es la piedra angular del proceso, por ello, se requiere una transformación en las organizaciones para llevar a cabo este nuevo tipo de métodos educativos, capacitando en primera instancia a directivos y docentes, de manera que se puedan apropiar de los nuevos conceptos y desarrollar sus competencias tecnológicas.
Específicamente en el análisis de mapas bibliometricos se encuentra que la educación virtual tiene una fuerte conexión con los entornos inmersivos, de la misma manera se puede decir que en estos nuevos métodos de enseñanza estudiante fortalece el aprendizaje gracias a la tecnología proporcionada por las plataformas virtuales; en las cuales se estimulan los sentidos, se captura la atención de las nuevas generaciones y se logra desarrollar nuevas potencialidades. Dichos ambientes virtuales proporcionan desarrollo de múltiples competencias, dentro de ellas aspectos sociales, al estar inmerso en un ambiente colaborativo.
Los autores agradecen el apoyo y financiamiento de este proyecto a los grupos de investigación GIECUC, Informática y Tecnologías Emergentes, PRISMA y al grupo de investigación en Pensamiento Sistémico.
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1. Universidad de la Costa, Barranquilla, Colombia. Magister en Ingeniería, especialista en Estudios Pedagógicos. Docente investigador Universidad de la Costa. zcomas1@cuc.edu.co
2. Universidad de la Costa, Barranquilla, Colombia. Magister en Bioingeniería. Docente investigador Universidad de la Costa. iechever2@cuc.edu.co
3. Universidad de la Costa, Barranquilla, Colombia. PhD(c) Doctorado en Ingeniería, magister en Ingeniería. Docente Investigador Universidad de la Costa. rzamora2@cuc.edu.co
4. Universidad Pontificia Bolivariana, Colombia. PhD en Tecnologías de la Información, especialista en Ingeniería del Software. Docente Investigador Universidad Pontificia Bolivariana. jeimy.velez@upb.edu.co
5. Universidad Autónoma de Bucaramanga – UNAB, Colombia. PhD en Tecnología Educativa. Docente Investigador UNAB. rsarmiento@unab.edu.co
6. Universidad Autónoma de Bucaramanga – UNAB, Colombia. PhD en Tecnología Educativa. Docente Investigador UNAB. morellana@unab.edu.co