Diseño, desarrollo y validación de un modelo metodológico educativo basado en software inmersivo de Realidad Aumentada como recurso didácticoMejora en el aprendizaje de ciencias en Educación Secundaria

Resumen

El uso de elementos tecnológicos como recursos educativos, ha supuesto un asunto de sumo interés para la comunidad educativa a nivel internacional durante los últimos años, y hoy en día continúa siéndolo. Este interés, se ha incrementado durante el periodo de crisis derivado de la situación de pandemia mundial desde principios de 2020, que ha obligado a los estudiantes de todo el mundo a tener que utilizar los recursos tecnológicos disponibles en cada caso para poder continuar con la formación a distancia desde sus casas durante semanas o incluso durante meses. Esta situación, ha puesto de manifiesto las ventajas incuestionables que aporta el uso de la tecnología en estos casos, para continuar avanzando con los procesos educativos, aunque sea de manera no presencial para los estudiantes y los docentes. Sin embargo, hay que tener en cuenta que esta situación de crisis, también ha puesto de manifiesto muchas de sus debilidades, carencias y dificultades que, por otra parte, aún es necesario analizar y estudiar para poder buscar soluciones viables y efectivas. Antes de originarse esta situación de crisis global, algunos informes elaborados por organismos internacionales, ya sugerían que el simple hecho de utilizar elementos tecnológicos con fines educativos no es suficiente para mejorar los procesos de enseñanza y aprendizaje. También sugerían que los recursos tecnológicos utilizados con fines educativos, deben integrarse en metodologías innovadoras apropiadas en cada caso concreto, de manera que maximicen sus efectos sobre los aprendizajes y sean eficaces desde un punto de vista didáctico. Esta investigación, tiene como objetivo principal, el diseño y la validación de un modelo metodológico educativo innovador, basado en la utilización de recursos tecnológicos para la mejora de los procesos de aprendizaje. Este objetivo, se complementa con el estudio y el análisis de los principales factores intervinientes, así como con el estudio relativo al tipo de recursos tecnológicos disponibles y a la manera de incorporarlos y utilizarlos de manera efectiva y eficaz en el desarrollo de los propios procesos educativos. De esta manera, se puede determinar qué tipo de tecnología es la más adecuada para su utilización en función de cada caso concreto para mejorar el proceso de aprendizaje. En concreto, se ha diseñado una metodología educativa innovadora, basada en la utilización de un recurso didáctico desarrollado con tecnología inmersiva, combinado con un sistema de evaluación adaptado. El citado recurso tecnológico inmersivo, consiste en un software de Realidad Aumentada (RA), utilizado como recurso complementario para la explicación de conceptos clave de asignaturas de ciencias. Mientras que, el sistema de evaluación adaptado, se basa en la utilización de software específico para la realización de pruebas de nivel objetivas y la determinación de los conocimientos adquiridos por los estudiantes. La metodología utilizada en esta investigación, es básicamente de carácter cuantitativo, aunque también se han utilizado métodos cualitativos para la obtención de datos complementarios. El proceso, se ha desarrollado a través de tres estudios cualitativos principales y diferenciados: un estudio exploratorio o estudio piloto previo, un estudio de rendimiento dividido en tres casos de estudio y un estudio actitudinal. Con el objetivo de completar la información obtenida a través del análisis de los datos en estos tres tipos de estudios, se ha efectuado también un cuarto estudio de corte cualitativo, relativo a la formación profesional en tecnología educativa, por parte del profesorado participante en la investigación. Los diseños establecidos para cada uno de los estudios, también han sido diferentes en función del tipo de estudio efectuado. En el caso del estudio exploratorio, se trata de un diseño cuasi experimental, enmarcado en los estudios ex post facto de tipo prospectivo. En el caso del estudio de rendimiento, se trata de un diseño cuasi experimental, de tipo pre-post con grupo de control en el primer, segundo y tercer casos de estudio y de tipo pre-post con un solo grupo en el cuarto caso de estudio. En el caso del estudio actitudinal, se ha optado por un tipo de diseño ex post facto, de tipo prospectivo. En este sentido, los instrumentos utilizados también han sido diferentes y se han seleccionado en función de cada uno de los estudios efectuados. Todos los instrumentos utilizados, han sido cuestionarios creados ad hoc y han sido administrados online, salvo en el caso del estudio de rendimiento en el que se ha utilizado el soporte clásico en formato papel para los grupos de control. En la investigación, han participado estudiantes (n = 500) y docentes (n = 16) de la asignatura de ciencias de Biología y Geología de cuarto curso de Educación Secundaria Obligatoria. Todos ellos, pertenecientes a centros educativos tanto públicos (n = 10), como concertados (n = 6) de la Comunidad Autónoma de Cantabria. Los resultados obtenidos en el estudio piloto, relativos a las aplicaciones educativas creadas y seleccionadas con software inmersivo basado en RA, ofrecen valoraciones muy positivas por parte de los estudiantes, relacionadas tanto con los aspectos técnicos y estéticos, como con la facilidad de uso de las mismas. En este sentido, no se han encontrado diferencias estadísticamente significativas entre las valoraciones efectuadas por los estudiantes sobre cada una de ellas. Todo ello, supone un indicador de la fiabilidad y de la validez de las citadas aplicaciones, tanto como instrumentos apropiados para efectuar la investigación, y como recursos educativos adecuados. En el primer caso del estudio de rendimiento, los resultados demuestran que el uso de una metodología didáctica basada en tecnología educativa no inmersiva, puede generar una mejora positiva en las calificaciones y en los resultados académicos de los estudiantes, comparada con el uso de tecnología no inmersiva como recurso didáctico para la explicación de conceptos clave de la asignatura. Sin embargo, los datos analizados en el estudio, no permiten concluir que se genere un impacto significativo sobre el rendimiento de los estudiantes. Los datos obtenidos en el segundo caso del estudio de rendimiento, indican que el uso de una metodología didáctica basada en la utilización de un recurso tecnológico inmersivo creado con software de RA y un sistema de evaluación adaptado digitalmente, tampoco generan una mejora en el rendimiento de los estudiantes. Sin embargo, aunque si se ha encontrado una mejora en la media de las calificaciones pre-post del grupo experimental, ésta no es estadísticamente significativa. El análisis de los resultados obtenidos en el estudio actitudinal, revelan que el uso de una metodología educativa, fundamentada en un recurso tecnológico de RA y en un sistema de evaluación adaptado, influyen positivamente sobre el nivel de motivación de los estudiantes. Pero también impacta positivamente sobre su grado de aceptación de la tecnología de RA en general. Siendo este impacto particularmente significativo en el caso de los estudiantes con necesidades educativas especiales (ANEE), con tamaños del efecto medios. Los datos analizados sobre la estructura factorial del cuestionario actitudinal, revelan también la importancia de integrar un sistema de evaluación digital, adaptado específicamente al uso del recurso tecnológico inmersivo desarrollado con software de RA. Por otra parte, los resultados obtenidos a través del estudio cualitativo, efectuado para poder determinar el nivel de formación en tecnología y en sistemas de evaluación adaptados de los docentes que han participado en la investigación, revelan carencias importantes en su nivel formativo. Estas carencias, son significativas en el caso de la formación recibida y relacionada específicamente con el uso de recursos educativos inmersivos y con sistemas de evaluación adaptados. Los datos analizados en el estudio realizado sobre la formación del profesorado en tecnología educativa, revelan que la mayoría de los docentes, cuentan con formación en tecnología educativa no inmersiva. Sin embargo, no han recibido nunca formación alguna relacionada con tecnología educativa inmersiva, ni con sistemas digitales de evaluación adaptados. Este hecho, puede suponer una explicación lógica y coherente con los resultados obtenidos en la investigación. Por lo tanto, se puede concluir que la investigación efectuada, aporta evidencia empírica que valida el modelo metodológico educativo propuesto para la explicación de conceptos clave y para la mejora del nivel de motivación y de la aceptación de la tecnología de RA por parte de los estudiantes de asignaturas de ciencias en la educación secundaria obligatoria. En definitiva, este modelo metodológico puede ser válido para la mejora de los procesos educativos y del rendimiento de los estudiantes, siempre que se utilicen de manera conjunta un recurso tecnológico inmersivo de RA con un sistema de evaluación digital adaptado. Pero, además, es fundamental que los docentes cuenten con formación específica relacionada tanto con la creación y el uso adecuado de los recursos educativos de RA, como de los sistemas de evaluación digitales, para utilizarlos de manera conjunta y eficaz en cada caso concreto. Estos hallazgos, suponen una nueva hipótesis de trabajo para futuras investigaciones que se realicen con muestras de estudiantes y profesores diferentes. También, pueden ser útiles para la planificación y el desarrollo de nuevas políticas educativas que impliquen el diseño de acciones correctoras, sobre todo en aspectos relacionados con la formación del profesorado en tecnología educativa. De esta manera, los docentes estarán capacitados no sólo para poder seleccionar el recurso tecnológico educativo más apropiado en cada caso, sino también para poder integrarlo y utilizarlo en los procesos de enseñanza y aprendizaje de la manera más eficaz para mejorar el rendimiento y los resultados académicos de los estudiantes.