Realidad aumentada para el aprendizaje de la química

Por Mariela Damaris Urzúa Reyes

“La realidad aumentada brinda a los estudiantes la posibilidad de ver una molécula desde todos sus ángulos, visualizar cómo se organizan los átomos en un elemento, hasta comprender conceptos químicos más abstractos”.

La inspiración en la educación surge cuando uno mismo imagina y cree lo que puede lograr. Así es como empieza mi historia, con un sueño que deseaba alcanzar para apoyar a mis alumnos en el aprendizaje de la química. Después de investigar nuevas tecnologías que podría utilizar en el aula, aprendí sobre Realidad Aumentada (RA), conocí los beneficios que tiene para el aprendizaje mediante la forma inmersiva con la que los alumnos interactúan en este tipo de herramientas. En este artículo les comparto mi experiencia.

Compartí con mi hijo Jesús Alejandro Gómez Urzúa de 15 años, “Alexito” para sus compañeros de robótica, la idea que circundaba en mi cabeza de crear un curso de química orgánica, donde mis alumnos pudieran observar de cerca las moléculas, analizarlas, verlas desde diferentes ángulos, etc., me dijo que él sabía cómo hacerlo y que podríamos lograrlo juntos. Así fue como juntos empezamos este sueño que poco a poco se convirtió en realidad. Desde imaginar cómo me gustaría que fueran mis clases utilizando esta herramienta, hasta ver las moléculas en RA a través del celular. Tuvimos que pasar muchas horas de trabajo, pero también de risas y alegrías cuando por fin nuestra aplicación estaba disponible para su descarga en la tienda App Store. Sin duda ha sido una de las mejores experiencias que he tenido en estos 16 años como docente.

“Desarrollamos una app para la clase de química en la que mis alumnos lograran visualizar el proceso de hibridación del carbono, la forma que toman los orbitales híbridos y la manera en que se forman los enlaces sencillos, dobles y triples de los hidrocarburos”.

A continuación, les comparto unas imágenes de la aplicación de realidad aumentada que desarrollamos “Hibridación del carbono AR” para que se den una idea de cómo lo ven los alumnos:

La educación en la actualidad está cambiando constantemente ya que los estudiantes están más interesados en el uso de sus dispositivos tecnológicos que en las clases. Esta problemática es aún mayor, cuando las clases son monótonas y aburridas; aún más cuando el profesor habla y habla todo el tiempo sin fomentar la interacción con los chicos, esto los desmotiva y pierden el interés de aprender. Podría decir que, la materia de química no es tan popular, ya que son muy pocos los interesados en esta asignatura dada la complejidad de los conceptos básicos para comprender la estructura de la materia. Por ello, la importancia de motivar a los estudiantes en el aprendizaje de esta asignatura.

La realidad aumentada convierte las aulas en entornos de aprendizaje donde los estudiantes pueden adentrarse a mundos desconocidos. Específicamente en el caso de la química, es posible explorar estructuras de la materia que en un entorno 2D no sería posible visualizarlas. La riqueza de esta tecnología brinda a los estudiantes la posibilidad de ver una molécula desde todos sus ángulos, visualizar cómo se organizan los átomos en un elemento, de qué manera se llevan a cabo los enlaces hasta comprender conceptos químicos más abstractos. Con ello, se estimula la creatividad de los estudiantes y su interés al involucrarse en sus procesos de aprendizaje

“El 95 % de los estudiantes estuvo de acuerdo en que la aplicación de realidad aumentada les ayudó a mejorar sus procesos de aprendizajes permitiéndoles una mejor comprensión de los temas vistos en clase”.

Jiménez (2019), enfatiza la importancia que tiene la RA para la generación Z y lo esencial que resulta llevar esta tecnología al salón de clase para enganchar a los estudiantes hacia un futuro en las ciencias. En el reporte Horizon Report (2020) se analizan dos de las tecnologías más utilizadas en el salón de clase: RA y realidad virtual (RV), son parte de las tecnologías extendidas (XR por sus siglas en inglés) que más impacto han logrado tener en los procesos de aprendizaje. De acuerdo con este reporte, el uso de RA resulta ser más fácil y asequible, ya que solo requiere de un smartphone. De igual manera, nos asegura que cuando las XR se combinan adecuadamente con material didáctico y libros, los resultados obtenidos en el proceso de aprendizaje son significativamente mayores que si solo se utilizan libros de texto o material didáctico.

Los avances en la incursión de la RA para el aprendizaje de la química son bastos, Jiménez (2019), en su artículo describe un sin número de casos en los cuales se ha aplicado RA para la enseñanza de la química a nivel bachillerato, mencionando al menos nueve autores que han utilizado RA para la enseñanza de la química, con resultados que muestran una mejora en el proceso de aprendizaje. Por su parte, Ruiz (2020), en su investigación sobre la evaluación del aprendizaje de la química orgánica con el apoyo de RA en alumnos de bachillerato, muestra un aumento del 5 % en las calificaciones de los exámenes de esta materia. De la misma manera Yeh y Yao (2020), en los resultados de su investigación se demostró un mayor desempeño en los exámenes de conceptos de reacciones químicas, en el grupo en el cual los estudiantes manipularon la aplicación de RA. Adicionalmente, realizaron una prueba a los estudiantes cuatro meses después de haber terminado las lecciones, y demostraron que la comprensión conceptual siguió siendo efectiva después de este tiempo.

“La materia de química no es tan popular, son muy pocos los interesados en esta asignatura dada la complejidad de los conceptos básicos para comprender la estructura de la materia. Sin embargo, con realidad aumentada podemos motivar a los alumnos a conocer más sobre esta materia y adentrarse a mundos desconocidos”.

En mi caso, la implantación de RA en las clases de química orgánica se realizó en alumnos de cuarto semestre de preparatoria, se enfoca en un aprendizaje centrado en el estudiante, en el cual el alumno hace uso de una aplicación de RA con el objetivo de identificar conceptos abstractos, como es la hibridación del carbono; de igual manera se busca que el alumno identifique las similitudes y diferencias que existen entre los diferentes grupos orgánicos. Para ello se utilizó la aplicación “Hibridación del carbono AR”, que fue diseñada por la autora de este artículo, para que los estudiantes lograran visualizar el proceso en el cual se lleva a cabo la hibridación del carbono, la forma que toman los orbitales híbridos y la manera en que se forman los enlaces sencillos, dobles y triples de los hidrocarburos. Por otro lado, la misma aplicación cuenta con otro apartado en el cual los alumnos pueden visualizar moléculas orgánicas con diferentes grupos funcionales, para identificar sus características. La creación de la aplicación fue realizada utilizando software de versión educativa y gratuita como Unity, Maya y Vuforia para dar la forma tridimensional y crear animaciones a cada una de las moléculas, para colocarlas en un entorno de realidad aumentada y posteriormente crear la compilación para subirla a App Store, donde ahora está disponible.

Los resultados obtenidos de implementar RA en mi curso fueron mejorar significativamente las evaluaciones de los alumnos, además de aumentar la motivación de los estudiantes por el uso de RA para comprender conceptos abstractos. El 95 % de los estudiantes estuvo de acuerdo en que esta aplicación les ayudó a mejorar sus procesos de aprendizajes permitiéndoles una mejor comprensión, el 88 % se sintió totalmente satisfecho con el uso de la RA y el 85 % de los estudiantes se sintió completamente motivado en las clases de química. Sin duda, un gran avance en cuanto al aprendizaje, pero sobre todo al impacto positivo que generó esta aplicación en mis estudiantes.

Finalmente quiero invitar al lector a hacer uso de la aplicación de realidad aumentada “Hibridación del Carbono AR” que podrán descargar aquí para motivar a sus estudiantes en el aprendizaje de la química, lograr que comprendan mejor el concepto de hibridación al ver las animaciones, y que identifiquen similitudes y diferencias en los grupos funcionales de moléculas orgánicas. De igual manera en este video comparto algunas sugerencias para su uso. Es una herramienta que motiva e interesa tanto a estudiantes como profesores.

Acerca de la autora

Mariela Damaris Urzúa Reyes (mariela.urzua@tec.mx) es profesora de cátedra en el área de ciencias de Prepa Tec campus Toluca desde 2013. Tiene experiencia docente de más de 16 años en los que ha realizado proyectos de educación para innovar en el aula como: gamificación, aula invertida, estilos de aprendizaje y uso de tecnologías disruptivas para la materia de química. Ganadora del proyecto NOVUS 2020 sobre el uso de realidad virtual para mejorar la visualización espacial y el aprendizaje de conceptos abstractos de la química. Cuenta con su canal de YouTube con más de 2200 suscriptores.

Referencias

Horizon report. (2020). 2020 EDUCAUSE Horizon report Teaching and learning edition. Educause. Recuperado de: https://library.educause.edu/-/media/files/library/2020/3/2020_horizon_report_pdf.pdf?la=en&hash=08A92C17998E8113BCB15DCA7BA1F467F303BA80

Jiménez, A. (2019). Teaching and learning chemistry via augmented and immersive virtual reality. American Chemical Society (1318). 31-52. doi:10.1021/bk-2019-1318.ch003.

Ruíz, S. (2020). Realidad aumentada y aprendizaje de la química orgánica. Apertura (12) 1. 8-21. Doi: http://dx.doi.org/10.32870/Ap.v12n1.1853

Yeh, S. Yao, S. (2020). Using augmented reality to experiment with elements in a chemistry course. Computers in Human Behavior (111). https://doi.org/10.1016/j.chb.2020.106418

Edición por Rubí Román (rubi.roman@tec.mx) – Observatorio de Innovación Educativa

Fuente:

https://observatorio.tec.mx/edu-bits-blog/realidad-aumentada-para-aprender-quimica

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