Resumen
La robótica educativa involucra a los estudiantes en un enfoque STEM integrado que ayuda a los estudiantes a comprender los conceptos STEM, así como a aumentar las percepciones positivas de las materias STEM desde una edad temprana. Cuando estalló la pandemia de COVID-19, los robots físicos en un aula presencial se convirtieron en una imposibilidad. Rápidamente se desarrolló un programa de robot virtual para funcionar con una plataforma de codificación familiar para proporcionar a los estudiantes y maestros una solución robótica alternativa que podría usarse desde cualquier lugar. En este documento, los datos de uso de más de un millón de estudiantes en todo el mundo se interpretarán junto con dos estudios de casos de maestros. Esta combinación de datos proporcionó información sobre el robot virtual como herramienta de aprendizaje, así como un recurso de enseñanza. Los estudios de caso de los maestros también revelaron un conjunto de necesidades críticas que facilitaron la enseñanza en circunstancias tan impredecibles. Finalmente, estos datos indican que el entorno de aprendizaje del robot virtual podría usarse como un complemento simbiótico a un robot físico para ayudar a los estudiantes a ganar confianza con la programación iterativa, aumentar el entusiasmo por la robótica educativa y proporcionar a los maestros una opción de enseñanza altamente flexible en el futuro.
Palabras clave
Robot virtual, robótica educativa, robótica docente, soluciones COVID-19, educación STEM, informática, programación
Introducción
La robótica y la informática se han integrado cada vez más en la escuela primaria y secundaria (desde jardín de infantes hasta 12 .º grado) en los Estados Unidos en los últimos años, impulsadas por informes y políticas nacionales. En 2015, la National Science Foundation declaró que la adquisición de conocimientos y habilidades de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) es cada vez más vital para que los estadounidenses participen plenamente en una economía global intensiva en tecnología, que es fundamental que todos tengan acceso a una educación de alta calidad en temas STEM. El Comité de Educación STEM del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología presentó un informe en 2018 para esbozar una estrategia federal para la educación STEM. Este informe señala que: "El carácter de la educación STEM en sí ha evolucionado de un conjunto de disciplinas superpuestas a un enfoque más integrado e interdisciplinario para el aprendizaje y el desarrollo de habilidades. Este nuevo enfoque incluye la enseñanza de conceptos académicos a través de aplicaciones del mundo real y combina el aprendizaje formal e informal en las escuelas, la comunidad y el lugar de trabajo. Busca impartir habilidades como el pensamiento crítico y la resolución de problemas junto con habilidades sociales como la cooperación y la adaptabilidad ". Este enfoque nacional en el aprendizaje STEM ha ido acompañado de una mayor investigación e innovación en entornos educativos sobre cómo incorporar mejor la tecnología en el aula para los temas STEM.
La robótica proporciona una forma práctica para que los estudiantes exploren los conceptos STEM. Los temas básicos de STEM son temas importantes en la educación primaria y secundaria, ya que son requisitos previos esenciales para los estudios universitarios avanzados y de posgrado, así como para aumentar las habilidades técnicas en la fuerza laboral1. Un metanálisis2 reveló que, en general, la robótica educativa aumentó el aprendizaje de conceptos STEM específicos. Los estudios en muchos grupos de edad revelaron que la robótica aumenta el interés de los estudiantes y las percepciones positivas de las asignaturas STEM3, 4, 5, lo que a su vez aumenta el rendimiento escolar y promueve el logro del título de ciencias6, 7, 8. Para los estudiantes de secundaria, la robótica se ha utilizado para apoyar la preparación universitaria y las habilidades profesionales técnicas9, 10, 11, mientras que la robótica se ha introducido a los estudiantes de primaria para desarrollar habilidades de investigación y resolución de problemas, y fomentar percepciones positivas de los temas STEM12, 13. La introducción de la robótica educativa ha sido especialmente beneficiosa para los estudiantes jóvenes, que pueden comenzar a formar actitudes negativas hacia las materias STEM desde el cuarto grado14. Los estudiantes jóvenes se benefician de un contexto de aprendizaje integrado y desarrollan actitudes más positivas hacia las materias STEM con experiencias tempranas de éxito15.
La investigación también ha demostrado que la introducción de la robótica durante la educación previa al servicio del docente aumentó la autoeficacia del docente, el conocimiento del contenido y las habilidades de pensamiento computacional16. Si bien es lógico que los beneficios de la robótica se encuentren tanto en los docentes como en los estudiantes, la introducción de la robótica en la formación formal de los docentes aún es limitada. En muchos países, la formación tradicional de los docentes se centra en temas basados en la disciplina en ciencias y matemáticas, lo que deja a la mayoría de los docentes sin preparación en ingeniería y tecnología17 y con menos confianza en la enseñanza de temas STEM no cubiertos en la formación formal de docentes o en establecer conexiones entre las disciplinas STEM18, 19. Bybee20 señaló que esta limitación de los temas STEM en la formación docente conduce a una subrepresentación de la ingeniería y la tecnología, particularmente en la educación K–8. Si bien los beneficios de incluir la robótica en la formación docente son claros16, se podría lograr una alternativa a través del desarrollo profesional continuo y el aprendizaje informal a través de las comunidades de práctica. Bandura21 expresó el aspecto crítico de los contextos de aprendizaje social y, a partir de ese concepto, Lave y Wenger22 describieron el concepto de comunidades de práctica (CoP). Para una CoP, los miembros se reúnen en torno a un interés compartido en un dominio, desarrollan una comunidad y comparten investigaciones e ideas para desarrollar habilidades y conocimientos, desarrollando una práctica22. En lugar de la robótica en la formación formal de docentes, el aprendizaje informal y las CoP podrían proporcionar beneficios similares a los docentes y, además, a los alumnos.
Desafortunadamente, la pandemia de COVID-19 causó una interrupción global generalizada del aprendizaje en persona, afectando a casi todos los estudiantes en todo el mundo23. Se suspendieron las experiencias de aprendizaje práctico, que era una parte fundamental del plan de estudios STEM más robótico, incluido el plan de estudios robótico utilizado por la línea de robótica educativa VEX. Se necesitaban soluciones de aprendizaje remoto para proporcionar rápidamente un entorno de aprendizaje virtual que aún pudiera ayudar a los estudiantes a involucrarse con los temas STEM de una manera auténtica y significativa. VEX Robotics creó rápidamente VEXcode VR (en lo sucesivo denominado simplemente "VR"), una plataforma con un robot virtual que podría usarse de manera similar a un robot físico.
Este documento revisará los datos de uso recopilados por la plataforma de realidad virtual para obtener información sobre cómo fue este sustituto virtual durante esta interrupción global. También se presentarán dos estudios de casos que proporcionan un contexto de cómo los maestros implementaron la realidad virtual en sus entornos de aprendizaje remoto. Las dos preguntas principales de investigación para este trabajo son las siguientes:
- ¿Qué información pueden revelar los datos de uso y los estudios de caso de los maestros sobre el aprendizaje de los estudiantes con realidad virtual después del brote de COVID-19?
- ¿Qué ideas pueden proporcionar los docentes sobre la implementación de la RV en el aula?
El caos cosido por el COVID-19 fue particularmente sentido por los educadores. Décadas de experiencia y lecciones diseñadas para el aprendizaje en persona se volcaron instantáneamente, pero esta interrupción también alentó a los educadores a experimentar con nuevas herramientas y métodos de enseñanza. Comprender las decisiones tomadas y los resultados logrados desde la perspectiva de los educadores que lideraron a través de soluciones innovadoras puede proporcionar información sobre cómo incorporar nuevas tecnologías para fortalecer el aprendizaje de los estudiantes en robótica y materias STEM en el futuro.
Métodos
VEXcode VR. Cuando las escuelas en los Estados Unidos cerraron en marzo de 2020, se necesitaba una solución que pudiera mantener a los alumnos comprometidos con la robótica y los temas STEM mientras trabajaban de forma remota. La realidad virtual se desarrolló y lanzó el 2 de abril de 2020, apenas unas semanas después de que la mayoría de las escuelas adoptaran un formato virtual. Las actividades de RV se crearon para ser consistentes con los otros currículos robóticos con lecciones interdisciplinarias alineadas con los estándares de contenido. La plataforma de codificación VEXcode VR es la misma que el entorno de codificación que los estudiantes usarían normalmente con robots físicos con la adición de la interfaz virtual, como se ve en la Figura 1. En lugar de un robot físico, los estudiantes crean proyectos para controlar un robot virtual en un "patio de recreo" temático que cambia en función de la actividad. Los estudiantes que comienzan a codificar usan programación basada en bloques, y los estudiantes avanzados usan texto basado en Python.
Figura 1. La interfaz de la plataforma VEXcode VR para la actividad de limpieza de arrecifes de coral.
Las actividades de realidad virtual se crearon para ser interdisciplinarias, combinando las habilidades informáticas que son fundamentales para controlar un robot virtual con temas de ciencias o matemáticas. En el transcurso de estas actividades de RV, los estudiantes no solo aprenden sobre programación, sino también sobre investigación científica, pensamiento matemático y alfabetización técnica, todos componentes de un marco STEM integrado19. Las circunstancias únicas provocadas por COVID-19 requirieron que los estudiantes pudieran trabajar en las lecciones de forma independiente en entornos combinados, síncronos o asíncronos. Para lograr esto, se presenta a los estudiantes los objetivos de aprendizaje y la meta de la actividad. La instrucción directa se utiliza para proporcionar instrucción paso a paso y andamiaje intencional para secuenciar el aprendizaje para la comprensión24, 25. Luego, los estudiantes reciben un andamiaje específico que conduce a la resolución del desafío de codificación final26. Los estudiantes aprenden que la robótica y la codificación se utilizan para resolver problemas prácticos e interdisciplinarios. Por ejemplo, en la Actividad de limpieza de arrecifes de coral, se desafía a los estudiantes a navegar con su robot alrededor de un arrecife de coral para recolectar la mayor cantidad de basura posible antes de que se agote su batería cargada con energía solar. La contaminación es un problema global que resolverán los estudiantes del mañana, y participar en estos proyectos auténticos basados en escenarios ayuda a los estudiantes a aplicar las habilidades informáticas en todas las disciplinas.
Figura 2. El contexto de la misión para la actividad de limpieza de arrecifes de coral.
Teniendo en cuenta que los estudiantes están separados de sus instructores, el entorno virtual debía ser lo más fluido posible para reducir la atención dividida y la carga cognitiva27, 28. Los estudiantes pueden arrastrar y soltar comandos en su proyecto y ver a su robot navegar por el patio de recreo de realidad virtual en la misma ventana. Los estudiantes pueden agregar cualquier número de bloques a la vez, ejecutando el proyecto después de cada adición, para ver cómo se mueve su robot en el patio de recreo. Esto proporciona a los estudiantes retroalimentación inmediata y sentimientos tempranos de éxito.
Además, el aprendizaje remoto creó obstáculos prácticos que la realidad virtual necesitaba superar. Las computadoras escolares a menudo tienen restricciones para descargar aplicaciones, lo que hace que la adición de un programa sea un obstáculo en las circunstancias más normales, y mucho menos cuando los estudiantes están remotos con las computadoras escolares. Pero es posible que los estudiantes ni siquiera tengan acceso a las computadoras de la escuela para hacer su trabajo. Para maximizar el acceso a la realidad virtual, el programa se creó para que estuviera completamente basado en la web (no se requieren descargas ni complementos) y se ejecutara en muchos tipos diferentes de dispositivos para aumentar la probabilidad de que los estudiantes pudieran usarlo.
Resultados
Datos de uso. Los datos presentados son proporcionados por Google Analytics. Como VEXcode VR está completamente basado en el navegador, hay una serie de métricas diferentes que proporcionan información sobre cómo se ha utilizado este entorno de robot virtual a nivel mundial. Desde su lanzamiento en abril de 2020, ha habido un aumento mensual de usuarios de realidad virtual, que se han combinado con más de 1,45 millones de usuarios en más de 150 países.
Figura 3. Los países con usuarios de realidad virtual a nivel mundial.
Dado el cronograma de COVID-19 y el lanzamiento de la realidad virtual, también revisamos el uso a lo largo del tiempo. Como se muestra en la Figura 4, el número de usuarios aumentó rápidamente poco después del lanzamiento, luego disminuyó durante los meses de verano cuando los estudiantes estaban fuera de la escuela. Los meses típicos de regreso a la escuela (agosto/septiembre) experimentaron un aumento significativo que persistió el resto del año escolar. Las caídas periódicas en el número de usuarios indican menos uso los fines de semana y durante los períodos de vacaciones.
Figura 4. El número de usuarios a lo largo del tiempo desde el lanzamiento de la RV.
Un proyecto es un programa que los estudiantes crean para una lección o desafío. Los proyectos no tienen que guardarse para ejecutarse, pero se descarga un proyecto guardado para que un usuario vuelva a él más adelante. Hubo más de 2,52 millones de programas guardados. Sin embargo, no es necesario guardar un proyecto para poder ejecutarlo. Debido a que la realidad virtual se basa completamente en el navegador, la edición de un proyecto y las pruebas se realizan de inmediato seleccionando "INICIAR". Se han ejecutado más de 84 millones de proyectos en el software, lo que indica que los estudiantes probaron sus proyectos a intervalos frecuentes. Debido a este ciclo de retroalimentación inmediata, los estudiantes tuvieron la oportunidad de experimentar e iterar a un ritmo mucho más rápido en comparación con trabajar con un robot físico. Este proceso iterativo es una buena indicación para el aprendizaje de los estudiantes, ya que se ha demostrado que múltiples iteraciones mantienen la participación y el interés de los estudiantes29.
| Datos de VEXcode VR | |
|---|---|
| Usuarios | 1.457.248 |
| Proyectos guardados | 2.529.049 |
| Ejecutar proyectos | 84.096.608 |
| Países | 151 |
Cuadro 1. Todos los datos de uso de VEXcode VR de abril de 2020 a abril de 2021.
Datos de Certificación. Además del programa de RV en sí y el plan de estudios que lo acompaña, VR incluye una capacitación gratuita para maestros llamada CS con el Curso de Certificación para Educadores de RV de VEXcode. Desde su lanzamiento en junio de 2020, más de 550 educadores han completado la certificación, que contiene más de 17 horas de plan de estudios y apoyo, para convertirse en un Educador Certificado VEX. El curso de certificación contiene 10 unidades de material destinadas a preparar a los profesores que pueden no tener experiencia con la informática o la robótica. El contenido abarca temas como los conceptos básicos de programación, cómo codificar el robot de realidad virtual, cómo enseñar con las actividades de realidad virtual y cómo implementar la realidad virtual en un aula. La Figura 5 muestra tanto el número de educadores certificados mensualmente como acumulativamente desde junio de 2020 hasta marzo de 2021. Las tendencias en los datos muestran un mayor número de educadores certificados en torno al tiempo de regreso a clases, que incluye agosto y septiembre y octubre de 2020.
Caso práctico 1
Aimee DeFoe es la directora de Kentucky Avenue School, una pequeña escuela privada en Pittsburgh, EE. UU., que combina métodos de enseñanza y aprendizaje tradicionales e innovadores. Como la mayoría de las escuelas, la Kentucky Avenue School se vio afectada por la COVID-19 y tuvo que identificar planes alternativos para el inicio del año escolar de otoño de 2020, sin saber cómo cambiarían las circunstancias. Las primeras seis semanas del año se impartieron completamente virtuales, y el año restante se pasó en un formato híbrido con cohortes de estudiantes que alternaban días de instrucción presencial y remota. Incluso cuando los estudiantes aprendían en casa, era crucial que los estudiantes continuaran participando en las mismas actividades de resolución de problemas y pensamiento crítico que en el aula.
Aimee eligió usar la realidad virtual con sus alumnos de sexto y séptimo grado por varias razones. Como la realidad virtual era un entorno de aprendizaje completamente virtual, los alumnos podrían cambiar entre el hogar y la escuela sin que los cambios en las políticas afectaran sus actividades de aprendizaje. El entorno de codificación basado en bloques no sería intimidante para los estudiantes nuevos en la codificación y hubo actividades diseñadas para diferentes niveles de experiencia. También creía que los estudiantes encontrarían a los robots de realidad virtual emocionantes y motivadores, lo que descubrió que era cierto. Al reflexionar sobre lo que esperaba que los estudiantes obtuvieran de la realidad virtual, Aimee declaró:
Esperaba que el uso de la realidad virtual fuera tan riguroso, desafiante y emocionante como el uso de robots físicos, y que mis estudiantes no sintieran que se estaban perdiendo una experiencia, sino que obtuvieran un nuevo tipo de experiencia de codificación que fuera igual de emocionante. Quería que sintieran el mismo tipo de logro que habrían sentido en el aula cuando tienen que reiterar y persistir a través de los desafíos y finalmente lograr el éxito.
Como la única profesora de robótica, Aimee enseñó a 23 estudiantes una vez a la semana entre el inicio de la escuela y las vacaciones de invierno, para un total de 15 lecciones. Los estudiantes comenzaron con el curso "Computer Science Level One - Blocks". Aimee trabajó la primera unidad con los estudiantes como grupo, pero para las lecciones restantes dejó que los estudiantes trabajaran a su propio ritmo y actuó como facilitador. La mayoría de los estudiantes terminaron entre siete y nueve unidades, con la actividad adicional de limpieza del océano.
Aimee descubrió que los estudiantes estaban muy motivados por los desafíos en las lecciones; tanto que a veces era difícil hacer que trabajaran sistemáticamente en la lección. Algunos alumnos que tuvieron dificultades con la atención o la lectura necesitaron apoyo adicional, y los conceptos de mayor que/menor que y booleano fueron desafiantes. Sin embargo, la mayoría de los estudiantes tuvieron la cantidad correcta de desafíos, dificultades y éxitos. Los estudiantes estaban entusiasmados con la idea de trabajar con robots físicos al regresar a clase. Después de trabajar con RV, Aimee señaló: "Todos dejaron la clase como programadores más seguros, sin lugar a dudas".
Caso práctico 2
Mark Johnston enseña a estudiantes de séptimo y octavo grado en Bel Air Middle School en El Paso, EE. UU. Para su curso STEM 1, Mark enseña cursos de Project Lead the Way Gateway sobre Automatización y Robótica, y Diseño y Modelado a aproximadamente 100 estudiantes. El curso STEM 1 incorporó el robot VEX IQ para enseñar mecánica básica y codificación fundamental con VEXcode IQ (un kit de robot de plástico para estudiantes más jóvenes). Este curso se imparte en el semestre de otoño, por lo que la interrupción inicial de COVID-19 no afectó su robótica en la primavera. Sin embargo, en abril de 2020, Mark vio el robot VEX VR y comenzó a trabajar con él. "Cuando vi que VR estaba usando la misma configuración (es decir, VEXcode), estaba súper emocionado porque vi el potencial, como una pieza de rompecabezas QUE SABÍA QUE encajaría perfectamente con lo que ya estaba haciendo. Cuando se actualizó la realidad virtual para incluir Python, me emocioné aún más ". Mark creó videos tutoriales para otros maestros, reuniendo un gran número de seguidores en las plataformas de redes sociales. A través de su propia empresa educativa sin fines de lucro, Mark ofreció un campamento de verano gratuito para estudiantes en realidad virtual, además de capacitación para maestros en preparación para el año escolar 2020/21.
Las circunstancias inciertas de la enseñanza dificultan la planificación. “Cuando me di cuenta de que el aprendizaje a distancia continuaría en el año escolar 2020/21, decidí enseñar diseño primero y luego robótica,… pero había tantas cosas en el aire que era difícil planificar algo. No sabía si volveríamos en persona o continuaríamos en línea, muy poca información estaba clara en ese momento. Terminé mezclando robótica y diseño y planeé con uno o dos días de anticipación ". Mark comenzó a usar la realidad virtual al comienzo del año escolar (que permanecería 100% remoto hasta 2021) al elegir diferentes actividades del sitio, lo que funcionó bien porque había diferentes niveles de experiencia e instrucciones editables. Cuando se lanzó el curso de Ciencias de la Computación Nivel 1 - Bloques, guió a los estudiantes a través de él en su totalidad, aunque señaló que la próxima vez destilaría las lecciones en conferencias más cortas. El uso de la realidad virtual era intrínsecamente diferente de las lecciones de robótica en persona, pero todavía había un conjunto de objetivos clave que Mark tenía para estas lecciones:
- Familiarice a los estudiantes con VEXcode
- Generar confianza en la programación (autoeficacia)
- Presentar ideas/vocabulario de programación de una manera no amenazante
- "Engañarlos" para que usen las matemáticas sin darse cuenta;)
- Pida a los estudiantes que resuelvan problemas bien definidos dadas las limitaciones
- Presentar problemas mal definidos
- Fomentar una actitud de "fallar e intentarlo de nuevo"
- Sigue resolviendo problemas de forma divertida
Si bien una experiencia virtual era diferente, Mark encontró claras ventajas en el uso de la realidad virtual. Los estudiantes tenían mucho menos miedo de experimentar con la realidad virtual en comparación con RobotC (otro lenguaje de codificación utilizado con otros robots). Mark también usa una medida de cuánto tiempo tardan los estudiantes en obtener una "victoria" para determinar qué tan buena es una actividad STEM, y señala que "si el estudiante tarda demasiado en obtener un resultado positivo, es mucho más difícil mantenerlos comprometidos".
Hubo una inmediatez en la realidad virtual que fomentó la exploración y la participación activa. Mark describe este tipo de "victoria" con un ejemplo de cómo presentar la realidad virtual a los estudiantes:
Yo: “Todos abran una nueva pestaña y vayan a vr.vex.com. ¿Todos ven el sitio? Bueno. Ahora haz que el robot avance."
Estudiante: "¿Cómo?"
Yo: "A ver si puedes entender…"
Estudiante: " ¡Lo descubrí!"
¡Y luego están enganchados! En ese momento, muchos de ellos me preguntan cómo hacer todo tipo de cosas diferentes. ¡Literalmente me están pidiendo que les enseñe!
Resultados y discusión
La RV como herramienta de aprendizaje. Los datos de uso y los estudios de casos proporcionan información sobre la primera pregunta de investigación sobre cómo funcionó la realidad virtual como herramienta de aprendizaje durante la pandemia de COVID-19. La conclusión más simple es el gran volumen de uso; la plataforma de realidad virtual se utilizó en más de un millón de estudiantes en todo el mundo, lo que indica que el entorno robótico virtual funcionó bien como sustituto del aprendizaje en persona durante una circunstancia de crisis. El número de proyectos ejecutados (más de 84 millones) también fue un hallazgo sorprendente al considerar el número de usuarios individuales. En promedio, los usuarios completaron 57 ejecuciones de proyectos, mostrando un alto grado de pruebas e iteraciones. Este es un resultado muy prometedor dada la importancia de desarrollar una actitud de "intentarlo y volver a intentarlo" en los estudiantes. Hay múltiples formas posibles de resolver las actividades de realidad virtual, que es una lección fundamental para que los estudiantes aprendan. Cuando los estudiantes entienden que hay múltiples soluciones a un problema, puede haber una mayor probabilidad de que los estudiantes soliciten retroalimentación de los maestros y también que tengan una mayor comprensión de lo que están aprendiendo30.
A partir de los estudios de caso, también se confirma que la realidad virtual funciona como un entorno de aprendizaje de bajo riesgo. Aimee notó que sus alumnos eran programadores más seguros y estaban ansiosos por trabajar con los robots físicos. Mark notó que los estudiantes tenían menos miedo de experimentar mientras codificaban en VEXcode VR y había una inmediatez en su sensación de "ganar" en este entorno. Cuando consideramos estas observaciones del docente junto con los datos de uso sin procesar, parece confirmar que un entorno de robot virtual hace que los estudiantes se sientan más libres para experimentar e iterar durante su proceso de aprendizaje, y aumenta las percepciones positivas de la robótica en general.
Lecciones de los maestros. Cuando consideramos la segunda pregunta de investigación sobre qué conocimientos pueden proporcionar los maestros sobre la implementación de la RV en el aula, podemos identificar varios puntos en común a partir de los estudios de casos. Ambos estudios de caso revelaron información sobre cómo los docentes tomaron decisiones e implementaron soluciones durante el COVID-19, pero también sobre lo que se necesitaba para proporcionar una solución de aprendizaje efectiva para los estudiantes en un entorno virtual e híbrido. Estos temas incluyen soluciones flexibles, continuidad y plan de estudios y apoyo. Estos hallazgos deben considerarse como requisitos para todas las soluciones tecnológicas, ya que los maestros de apoyo apoyan a los alumnos.
Dadas las incertidumbres en torno a las condiciones de enseñanza, tanto Mark como Aimee señalaron que necesitaban soluciones flexibles. El aprendizaje a distancia podría cambiar al aprendizaje presencial, o alguna forma intermedia. La realidad virtual podría seguir utilizándose en cualquier entorno, pero también ofrecía flexibilidad en su enfoque. Los estudiantes podrían participar en lecciones estructuradas dirigidas por el maestro, como Mark usó con las actividades y el curso, o en el aprendizaje dirigido por los estudiantes a su propio ritmo, como describió Aimee. Los maestros también necesitaban flexibilidad en el nivel de experiencia, tanto en términos de actividades como del tipo de lenguajes de programación ofrecidos para satisfacer las necesidades de todos los estudiantes.
La continuidad del aprendizaje se indicó como importante en ambos estudios de caso. Aimee señaló que después de trabajar en realidad virtual, los estudiantes estaban entusiasmados por ponerse a trabajar con los robots VEX V5 que estaban esperando cuando se reanudó el aprendizaje en persona. La realidad virtual estaba sirviendo como un trampolín para trabajar con robots físicos y aumentar la emoción y las percepciones positivas de los estudiantes. Mark también señaló que la continuidad de VEXcode de VR a IQ era muy importante para él: "¡No puedo decirte lo increíble que es que VEX tenga una progresión muy simple de seguir de 3er grado a la universidad, todo usando VEXcode! ¡Y con la realidad virtual, pueden comenzar a aprenderlo desde casa!"
El plan de estudios y el apoyo fueron claramente fundamentales para el éxito de la RV en esta enseñanza en evolución en una situación de aprendizaje. Las unidades de RV proporcionaron todo el contenido para que los estudiantes aprendieran, así como el material necesario para enseñar las lecciones. No todos los maestros tienen experiencia en informática y codificación. Aimee señaló que el programa basado en bloques tampoco era intimidante para ella, además de para sus alumnos. Mark también dijo que no estaba acostumbrado a enseñar tanta informática y que tenía que aprender las lecciones él mismo antes de enseñar. Sin embargo, Mark reconoció: "Si las cosas volvieran a la"normalidad" mañana, ahora podré enseñar las partes de programación de mi clase con más confianza". El apoyo de los maestros al plan de estudios y la programación de la RV son vitales para la implementación de la RV en el aula.
El aprendizaje digital no es solo para los estudiantes; los maestros también se están acercando para aprender sobre prácticas y recursos de enseñanza a través de la tecnología y las redes sociales. Profesores de casi 50 países completaron la certificación de realidad virtual. Se está formando una comunidad global de práctica en torno a la realidad virtual. Mark comenzó a publicar videos en VR en las redes sociales y rápidamente tuvo más de mil seguidores; a través de su trabajo con VR, se hizo amigo de maestros en Eslovenia y Taiwán. A medida que los maestros comparten su experiencia y práctica, los estudiantes finalmente se benefician de estos grupos informales de apoyo para maestros. Las comunidades de práctica podrían proporcionar un puente entre la disponibilidad actual de la robótica educativa y la inclusión de esta tecnología en la formación formal del profesorado. A medida que más docentes se familiaricen con la robótica educativa a través del desarrollo profesional, como los más de 550 docentes que completaron el curso de certificación, o a través de comunidades de aprendizaje informales, se introducirá a más estudiantes en el aprendizaje integrado de STEM.
Conclusión
VEXcode VR se creó en un momento de gran incertidumbre y gran necesidad de soluciones inmediatas. Las soluciones innovadoras pueden surgir de situaciones urgentes. La realidad virtual ha llegado a más de 1,45 millones de usuarios que ahorraron más de 2,52 millones de proyectos y ejecutaron más de 84 millones de proyectos en más de 150 países. A pesar de que la pandemia ha afectado a estudiantes y maestros de todo el mundo, la realidad virtual ha permitido a estudiantes y maestros interactuar con conceptos de robótica e informática independientemente de las barreras físicas. A partir de los estudios de caso de los maestros, los temas de flexibilidad, continuidad, plan de estudios y apoyo se identificaron como importantes para la enseñanza con tecnología en circunstancias tan inciertas y desafiantes.
Avanzando desde este momento sin precedentes, las lecciones aprendidas de la creación e implementación de la realidad virtual indican vías para su uso en el futuro. Los datos de uso combinados con los estudios de caso de los maestros muestran que los estudiantes se sintieron menos inhibidos para iterar mientras codificaban en el entorno virtual. Esto sugiere que la realidad virtual puede ser una valiosa herramienta de andamiaje que podría usarse junto con robots físicos. Esto también se ve respaldado por la necesidad de flexibilidad; el uso de la realidad virtual como herramienta de aprendizaje en combinación con un robot físico podría proporcionar un entorno de aprendizaje robótico óptimo y flexible donde una opción fácil y en el hogar complementa el plan de estudios de robótica física en persona. Esperamos futuras investigaciones para investigar cómo los docentes podrían combinar la robótica virtual y física en un mundo pospandémico.
Reconocimientos
Agradecemos a Aimee DeFoe y Mark Johnston por compartir sus experiencias de enseñanza y sus valiosos conocimientos.