Abstracto
La robótica educativa involucra a los estudiantes en un enfoque STEM integrado que los ayuda a comprender los conceptos STEM y 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 volvieron imposibles. Rápidamente se desarrolló un programa de robot virtual para funcionar con una plataforma de codificación familiar para brindar a estudiantes y profesores una solución robótica alternativa que podría usarse desde cualquier lugar. En este artículo, se interpretarán los datos de uso de más de un millón de estudiantes en todo el mundo junto con dos estudios de caso de docentes. Esta combinación de datos proporcionó información sobre el robot virtual como herramienta de aprendizaje, así como como recurso didáctico. Los estudios de caso de docentes 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 brindar a los profesores una opción de enseñanza altamente flexible en el futuro.
Palabras clave
Robot virtual, robótica educativa, robótica didáctica, 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 el grado 12) en los Estados Unidos en los últimos años, impulsadas por informes y políticas nacionales. En 2015, la Fundación Nacional de Ciencias afirmó que la adquisición de conocimientos y habilidades en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) es cada vez más vital para que los estadounidenses participen plenamente en una economía global intensiva en tecnología, y que es fundamental que todos tengan acceso a 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 delinear una estrategia federal para la educación STEM. Este informe señala que “el carácter de la educación STEM en sí ha ido evolucionando desde un conjunto de disciplinas superpuestas hacia un enfoque más integrado e interdisciplinario del 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 temas STEM.
La robótica proporciona una forma práctica para que los estudiantes exploren conceptos STEM. Los temas básicos de STEM son temas importantes en la educación primaria y secundaria, ya que son requisitos previos esenciales para estudios universitarios avanzados y de posgrado, así como para aumentar las habilidades técnicas en la fuerza laboral (Committee on STEM Learning, 2018). Un metanálisis (Beniti, 2012) 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 materias STEM (Nugent et al., 2010; Robinson, 2005; Rogers & Portsmore, 2004), lo que a su vez aumenta el rendimiento escolar y promueve el logro de títulos en ciencias (Renninger & Hidi, 2011; Wigfield & Cambria, 2010; Tai et al., 2006). Para los estudiantes de secundaria, la robótica se ha utilizado para apoyar la preparación universitaria y las habilidades profesionales técnicas (Boakes, 2019; Ziaeefard et al., 2017; Vela et al., 2020), mientras que la robótica se ha introducido a los estudiantes de primaria para desarrollar la investigación y habilidades de resolución de problemas y fomentar percepciones positivas sobre temas STEM (Cherniak et al., 2019; Ching et al., 2019). La introducción de la robótica educativa ha sido especialmente beneficiosa para los estudiantes jóvenes, quienes pueden comenzar a formar actitudes negativas hacia las materias STEM ya en cuarto grado (Unfried et al., 2014). Los estudiantes jóvenes se benefician de un contexto de aprendizaje integrado y desarrollan actitudes más positivas hacia las materias STEM con experiencias tempranas de éxito (McClure et al., 2017).
Las investigaciones también han demostrado que la introducción de la robótica durante la formación inicial de los docentes aumentó la autoeficacia, el conocimiento del contenido y las habilidades de pensamiento computacional de los docentes (Jaipal-Jamani y Angeli, 2017). Si bien es lógico que los beneficios de la robótica se encuentren tanto en los profesores como en los estudiantes, la introducción de la robótica en la formación docente formal sigue siendo limitada. En muchos países, la formación docente tradicional se centra en temas disciplinarios de ciencias y matemáticas, lo que deja a la mayoría de los docentes poco preparados en ingeniería y tecnología (Epstein y Miller, 2011) y con menos confianza al enseñar temas STEM que no se tratan en la formación docente formal o que no establecen conexiones entre STEM. disciplinas (Nadelson et al., 2013; Kelley & Knowles, 2016). Bybee (2010) 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 claros (Jaipal-Jamani y Angeli, 2017), se podría lograr una alternativa a través del desarrollo profesional continuo y el aprendizaje informal a través de comunidades de práctica. Bandura (1977) expresó el aspecto crítico de los contextos sociales de aprendizaje, y a partir de ese concepto Lave y Wenger (1991) delinearon 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 práctica (Lave & Wenger, 1991). En lugar de la robótica en la formación docente formal, el aprendizaje informal y las CoP podrían proporcionar beneficios similares a los docentes y, además, a los estudiantes.
Lamentablemente, la pandemia de COVID-19 provocó una interrupción mundial generalizada del aprendizaje presencial y afectó a casi todos los estudiantes de todo el mundo (ONU, 2020). Se suspendieron las experiencias de aprendizaje práctico, que era una parte fundamental de la mayoría de los planes de estudios de robótica STEM, incluido el plan de estudios de robótica 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 temas STEM de una manera auténtica y significativa. VEX Robotics creó rápidamente VEXcode VR (en adelante, simplemente "VR"), una plataforma con un robot virtual que podría usarse de manera similar a un robot físico.
Este artículo revisará los datos de uso recopilados por la plataforma de realidad virtual para obtener información sobre cómo fue este sustituto virtual durante esta disrupción global. También se presentarán dos estudios de caso que brindan contexto sobre cómo los docentes implementaron la realidad virtual en sus entornos de aprendizaje remoto. Las dos preguntas de investigación principales para este artículo son las siguientes:
- ¿Qué conocimientos pueden revelar los datos de uso y los estudios de casos de docentes sobre el aprendizaje de los estudiantes con realidad virtual después del brote de COVID-19?
- ¿Qué ideas pueden aportar los profesores sobre la implementación de la realidad virtual en el aula?
El caos creado por la COVID-19 lo sintieron especialmente los educadores. Décadas de experiencia y lecciones diseñadas para el aprendizaje en persona cambiaron 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 obtenidos 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
VEXcódigo VR. Cuando las escuelas de Estados Unidos cerraron en marzo de 2020, se necesitaba una solución que pudiera mantener a los estudiantes interesados en robótica y temas STEM mientras trabajaban de forma remota. La realidad virtual se desarrolló y lanzó el 2 de abril de 2020, pocas semanas después de que la mayoría de las escuelas adoptaran un formato virtual. Las actividades de realidad virtual se crearon para ser coherentes con los otros planes de estudios de robótica 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 normalmente usarían 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 juegos” temático que cambia según la actividad. Los estudiantes principiantes en codificación 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 realidad virtual, los estudiantes no solo aprenden sobre programación, sino también sobre investigación científica, pensamiento matemático y alfabetización técnica, todos componentes de un marco STEM integrado (Kelley & Knowles, 2016). Las circunstancias únicas provocadas por COVID-19 requirieron que los estudiantes pudieran trabajar en las lecciones de forma independiente en entornos combinados, sincrónicos o asincrónicos. Para lograr esto, se presenta a los estudiantes los objetivos de aprendizaje y la meta de la actividad. Luego se utiliza la instrucción directa para proporcionar instrucción paso a paso y un andamiaje intencional para secuenciar el aprendizaje para la comprensión (Stockard et al., 2018; Bowen RS, 2017). Luego, los estudiantes reciben una estructura específica que los lleva a resolver el desafío de codificación final (Puntambekar et al., 2010). 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, los estudiantes tienen el desafío de navegar con su robot alrededor de un arrecife de coral para recolectar la mayor cantidad de basura posible antes de que se agote la batería cargada por energía solar. La contaminación es un problema global que será resuelto por los estudiantes del mañana, y participar en estos proyectos auténticos basados en escenarios ayuda a los estudiantes a aplicar 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 cognitiva (Sweller, 2020; Sentz et al., 2019). Los estudiantes pueden arrastrar y soltar comandos en su proyecto y ver a su robot navegar por el patio de juegos de realidad virtual en la misma ventana. Los estudiantes pueden agregar cualquier cantidad 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 debía superar. Las computadoras de las escuelas a menudo tienen restricciones para descargar aplicaciones, lo que hace que agregar un programa sea un obstáculo en las circunstancias más normales, y mucho menos cuando los estudiantes están remotos con las computadoras de la escuela. 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 estar completamente basado en la web (no se requieren descargas ni complementos) y para ejecutarse en muchos tipos diferentes de dispositivos para aumentar la probabilidad de que los estudiantes puedan usarlo.
Resultados
Datos de uso. Los datos presentados son proporcionados por Google Analytics. Como VEXcode VR está completamente basado en navegador, existen varias métricas diferentes que brindan 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 en los usuarios de realidad virtual, que en conjunto han alcanzado 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 y luego disminuyó durante los meses de verano, cuando los estudiantes no asistían a la escuela. Los meses típicos de regreso a clases (agosto/septiembre) experimentaron un aumento significativo que persistió el resto del año escolar. Las caídas periódicas en el número de usuarios indican un menor uso durante los fines de semana y durante los períodos vacacionales.
Figura 4. El número de usuarios a lo largo del tiempo desde el lanzamiento de la realidad virtual.
Un proyecto es un programa que los estudiantes crean para una lección o desafío. No es necesario guardar los proyectos para poder ejecutarlos, pero un proyecto guardado se descarga para que el usuario pueda volver 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 un navegador, editar un proyecto y probarlo se realiza inmediatamente 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 el compromiso y el interés de los estudiantes (Silk et al., 2010).
| Datos VEXcode VR | |
| Usuarios | 1.457.248 |
| Proyectos guardados | 2.529.049 |
| Ejecutar proyectos | 84.096.608 |
| Países | 151 |
Tabla 1. Todos los datos de uso de VEXcode VR desde abril de 2020 hasta abril de 2021.
Datos de certificación. Además del programa de realidad virtual en sí y el plan de estudios que lo acompaña, la realidad virtual incluye una capacitación docente gratuita llamada CS con VEXcode VR Educator Certification Course. 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 Educadores Certificados VEX. El curso de certificación contiene 10 unidades de material destinado a preparar profesores que pueden no tener experiencia en informática o robótica. El contenido abarca temas como los conceptos básicos de la 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 el número de educadores certificados mensual y acumulativamente desde junio de 2020 hasta marzo de 2021. Las tendencias en los datos muestran un mayor número de educadores certificados durante el regreso a clases, que incluye agosto y septiembre y hasta octubre de 2020.
Estudio de caso 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 Escuela Kentucky Avenue fue interrumpida por 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 de forma totalmente virtual 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 continuaran participando en las mismas actividades de resolución de problemas y pensamiento crítico que en el aula.
Aimee decidió utilizar 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 estudiantes podrían alternar entre el hogar y la escuela sin que los cambios en las políticas afecten sus actividades de aprendizaje. El entorno de codificación basado en bloques no sería intimidante para los estudiantes nuevos en la codificación y había actividades diseñadas para diferentes niveles de experiencia. También creía que los estudiantes encontrarían los robots de realidad virtual emocionantes y motivadores, lo cual, según ella, era cierto. Al reflexionar sobre lo que esperaba que los estudiantes obtuvieran de la realidad virtual, Aimee afirmó:
Esperaba que usar la realidad virtual fuera tan riguroso, desafiante y emocionante como usar robots físicos, y que mis estudiantes no sintieran que se estaban perdiendo una experiencia, sino que más bien estaban adquiriendo un nuevo tipo de experiencia de codificación que fuera simplemente tan emocionante. Quería que sintieran el mismo tipo de logro que habrían sentido en el aula cuando tenían que reiterar y persistir a través de los desafíos y finalmente lograr el éxito.
Como única profesora de robótica, Aimee enseñó a 23 estudiantes una vez por semana entre el inicio de clases y las vacaciones de invierno, para un total de 15 lecciones. Los estudiantes comenzaron con el curso “Informática Nivel Uno - Bloques”. Aimee trabajó en la primera unidad con los estudiantes como grupo, pero durante las lecciones restantes dejó que los estudiantes trabajaran a su propio ritmo y actuó como facilitadora. 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 de las lecciones; Tanto es así que a veces era difícil conseguir que trabajaran sistemáticamente en la lección. Algunos estudiantes que tuvieron dificultades con la atención o la lectura necesitaron apoyo adicional, y los conceptos booleanos de mayor/menor que y fueron un desafío. Sin embargo, la mayoría de los estudiantes tuvieron la cantidad adecuada de desafíos, luchas y éxitos. Los estudiantes estaban entusiasmados con la idea de trabajar con robots físicos cuando regresaran a clase. Después de trabajar con la realidad virtual, Aimee señaló: "Sin lugar a dudas, todos abandonaron la clase como programadores más seguros".
Estudio de caso 2
Mark Johnston enseña a alumnos de séptimo y octavo grado en Bel Air Middle School en El Paso, EE. UU. Para su curso STEM 1, Mark imparte los cursos 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 del COVID-19 no afectó su robótica en la primavera. Sin embargo, en abril de 2020 Mark vio el robot VEX VR y empezó a trabajar con él. “Cuando vi que la realidad virtual estaba usando la misma configuración (es decir, VEXcode), me emocioné mucho 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 vídeos tutoriales para otros profesores y consiguió 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 docente en preparación para el año escolar 2020/21.
Las circunstancias de enseñanza inciertas dificultan la planificación. “Cuando me di cuenta de que la educación a distancia continuaría durante 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 planifiqué con uno o dos días de anticipación”. Mark comenzó a usar la realidad virtual al comienzo del año escolar (que seguiría siendo 100 % remoto hasta 2021) seleccionando 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 resumiría las lecciones en conferencias más cortas. El uso de la realidad virtual era intrínsecamente diferente a las lecciones de robótica presenciales, pero todavía había un conjunto de objetivos clave que Mark tenía para estas lecciones:
- Familiarizar a los estudiantes con VEXcode
- Desarrollar confianza en la programación (autoeficacia)
- Introducir ideas/vocabulario de programación de una manera no amenazante.
- “Engañalos” para que usen las matemáticas sin que se den cuenta ;)
- Pida a los estudiantes que resuelvan problemas bien definidos dadas restricciones.
- Introducir problemas mal definidos
- Fomentar una actitud de “fallar y volver a intentarlo”.
- Haz que la resolución de problemas sea divertida
Si bien la 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 que con RobotC (otro lenguaje de codificación utilizado con otros robots). Mark también utiliza una medida de cuánto tiempo les toma a los estudiantes obtener un "ganar" para determinar qué tan buena es una actividad STEM, señalando que, "si al estudiante le toma demasiado tiempo obtener un resultado positivo, es mucho más difícil mantenerlo". comprometido."
La realidad virtual tenía una inmediatez que fomentaba 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? Bien. Ahora haz que el robot avance”.
Estudiante: “¿Cómo?”
Yo: “A ver si puedes resolverlo”…”
Estudiante: “¡Lo descubrí!”
¡Y luego quedan enganchados! En ese momento, muchos de ellos me preguntan cómo hacer todo tipo de cosas diferentes. ¡Literalmente me piden que les enseñe!
Resultados y discusión
VR como herramienta de aprendizaje. los datos de uso como los estudios de casos brindan 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 fue utilizada por 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. La cantidad de proyectos ejecutados (más de 84 millones) también fue un hallazgo sorprendente si se considera la cantidad de usuarios individuales. En promedio, los usuarios completaron 57 ejecuciones de proyectos, lo que demuestra un alto grado de prueba e iteración. Este es un resultado muy prometedor dada la importancia de desarrollar una actitud de “intentar y volver a intentar” en los estudiantes. Hay múltiples formas posibles de resolver las actividades de realidad virtual, lo cual es una lección fundamental que deben aprender los estudiantes. Cuando los estudiantes comprenden que hay múltiples soluciones a un problema, puede haber una mayor probabilidad de que soliciten retroalimentación de los profesores y también de que comprendan mejor lo que están aprendiendo (Marzano et al., 2011).
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 estudiantes eran codificadores 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 "victoria" en este entorno. Cuando consideramos estas observaciones de los profesores 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 profesores. Cuando consideramos la segunda pregunta de investigación sobre qué ideas pueden aportar los profesores sobre la implementación de la realidad virtual en el aula, podemos identificar varios puntos en común en los estudios de caso. Ambos estudios de caso revelaron información sobre cómo los docentes tomaron decisiones e implementaron soluciones durante la COVID-19, pero también sobre lo que se necesitaba para brindar una solución de aprendizaje eficaz 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 requisitos para todas las soluciones tecnológicas, ya que el apoyo a los docentes apoya a los estudiantes.
Dadas las incertidumbres en torno a las condiciones de enseñanza, tanto Mark como Aimee señalaron que necesitaban soluciones flexibles. El aprendizaje remoto 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 maestros, como lo hizo Mark con las actividades y el curso, o en el aprendizaje dirigido por los estudiantes a su propio ritmo, como lo describió Aimee. Los profesores 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 de poder trabajar con los robots VEX V5 que estaban esperando cuando se reanudara el aprendizaje en persona. La realidad virtual estaba sirviendo como un trampolín para trabajar con robots físicos y aumentando el entusiasmo y las percepciones positivas de los estudiantes. Mark también señaló que la continuidad de VEXcode desde VR hasta IQ era muy importante para él: “¡No puedo expresar lo maravilloso que es que VEX tenga una progresión muy sencilla de seguir desde el tercer grado hasta la universidad, todo usando VEXcode! ¡Y con la realidad virtual, pueden empezar a aprender desde casa!
El plan de estudios y el apoyo fueron claramente críticos para el éxito de la realidad virtual en esta situación de enseñanza en aprendizaje en evolución. Las unidades de realidad virtual proporcionaron todo el contenido para que los estudiantes aprendieran, así como el material necesario para impartir las lecciones. No todos los profesores tienen experiencia en informática y codificación. Aimee señaló que el programa basado en bloques tampoco era intimidante para ella ni para sus alumnos. Mark también dijo que no estaba acostumbrado a enseñar tanta informática y que tuvo 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 docentes al plan de estudios y la programación de la realidad virtual es vital para la implementación de la realidad virtual en el aula.
El aprendizaje digital no es sólo para estudiantes; Los docentes también se están acercando para aprender sobre prácticas y recursos docentes 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 de realidad virtual en las redes sociales y rápidamente tuvo más de mil seguidores; A través de su trabajo con la realidad virtual, se hizo amigo de profesores en Eslovenia y Taiwán. A medida que los profesores comparten su experiencia y práctica, los estudiantes, en última instancia, se benefician de estos grupos informales de apoyo docente. Las comunidades de práctica podrían servir de puente entre la disponibilidad actual de robótica educativa y la inclusión de esta tecnología en la formación docente formal. 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, más estudiantes conocerán el aprendizaje STEM integrado.
Conclusión
VEXcode VR se creó en un momento de gran incertidumbre y gran necesidad de soluciones inmediatas. De situaciones urgentes pueden surgir soluciones innovadoras. La realidad virtual ha llegado a más de 1,45 millones de usuarios que salvaron más de 2,52 millones de proyectos y ejecutaron más de 84 millones de proyectos, en más de 150 países. Aunque la pandemia ha afectado a estudiantes y profesores de todo el mundo, la realidad virtual ha permitido a estudiantes y profesores involucrarse con conceptos de robótica e informática independientemente de las barreras físicas. A partir de los estudios de caso de docentes, se identificaron temas de flexibilidad, continuidad, currículo y apoyo como importantes para la enseñanza con tecnología en circunstancias tan inciertas y desafiantes.
A partir de 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 casos de docentes muestran que los estudiantes se sintieron menos inhibidos a la hora de 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 sencilla y en casa complementa el plan de estudios de robótica física presencial. Esperamos futuras investigaciones para investigar cómo los profesores podrían combinar la robótica virtual y física en un mundo pospandémico.
Agradecimientos
Agradecemos a Aimee DeFoe y Mark Johnston por compartir sus experiencias docentes y sus valiosos conocimientos.