ppi 201502ZU4659
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UNIVERSIDAD DEL ZULIA
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DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA
REVIST
A TÉCNICAREVISTA TÉCNICA
“Buscar la verdad y aanzar
los valores transcendentales”,
misión de las universidades en
su artículo primero, inspirado
en los principios humanísticos.
Ley de Universidades 8 de
septiembre de 1970.
“Buscar la verdad y aanzar
los valores transcendentales”,
misión de las universidades en
su artículo primero, inspirado
en los principios humanísticos.
Ley de Universidades 8 de
septiembre de 1970.
VOLUMEN 43
SEPTIEMBRE - DICIEMBRE 2020
NÚMERO 3
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 43, No. 3, 2020, Septiembre-Diciembre, pp. 114 - 176
Realidad Aumentada Móvil: Una estrategia pedagógica en el
ámbito universitario
Luis Alberto Laurens Arredondo
Centro de Innovación en Ingeniería Aplicada (CIIA),Facultad de Ingeniería, Universidad Católica del Maule,
Talca,C.P.3460000, Chile.
llaurens@ucm.cl
https://doi.org/10.22209/rt.v43n3a04
Recepción: 18/03/2020 | Aceptación: 09/06/2020 | Publicación: 01/09/2020
Resumen
La realidad aumentada móvil (RA-m) además de ser una tecnología informática en auge es una herramienta
innovadora que puede apoyar el proceso pedagógico en las aulas de clases universitarias, es por eso que la presente
el aprendizaje del razonamiento espacial de los alumnos, a través de la visualización y manipulación de objetos virtuales
tridimensionales, fomentando la motivación del aprendizaje de los conocimientos y tópicos propios del curso de diseño
con ayuda de herramientas tecnológicas como software de modelamiento 2D y 3D, programa de diseño asistido por
computadora y softwares de aplicación de realidad aumentada. Se propone una metodología actualizada, al alcance de
cualquier docente, orientada al estímulo delos procesos mentales relacionados al razonamiento espacial de los alumnos, que
Palabras clave: innovación pedagógica;dibujo técnico; realidad aumentada móvil; educación universitaria.
Mobile Augmented Reality: A pedagogical strategy in the
university environment
Abstract
Mobile augmented reality (m-AR) in addition to being a booming computer technology is an innovative tool that
can support the pedagogical process in university classrooms, which is why this research aims to show a methodological
proposal for its implementation, with the purpose of facilitating the learning of the spatial reasoning of the students,
through the visualization and manipulation of three-dimensional virtual objects, promoting the motivation of learning
the knowledge and topics typical of the course of industrial design and technical drawing for the career of industrial
modeling software, computer-aided design program and augmented reality application software.An updated methodology is
proposed, available to any teacher, aimed at stimulating the mental processes related to the spatial reasoning of the students,
which integrates technological tools in the teaching of the dihedral system and the different graphic projections.
Keywords: pedagogical innovation; technical drawing; augmented reality mobile; university education.
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 43, No. 3, 2020, 142-149
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 43, No. 3, 2020, Septiembre-Diciembre, pp. 114 - 176
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Realidad Aumentada Móvil
Introducción
La constante búsqueda de nuevas herramientas
que sirvan para facilitar y potenciar la captación del
conocimiento de las diversas áreas del saber es una
actividad que siempre estará unida a la evolución de
las tecnologías de información y comunicación (TIC),
especialmente las que se utilizan comúnmente en la vida
del ser humano. Es allí donde los dispositivos móviles
inteligentes o Smartphone se destacan del resto debido
en las aulas de clases universitarias, esto abre la ventana
de oportunidades para la implementación de nuevas
estrategias didácticas.
Según Paredes [1], los celulares en el aula
de clase se utilizan principalmente para búsqueda
de información en internet, comunicación, compartir
archivos, toma de notas, almacenamiento de información,
uso de plataformas web, uso de aplicaciones (app),
siendo actualmente el uso de los dispositivos móviles en
asociación con otras tecnologías la vertiente más utilizada,
ya que transforma estos equipos móviles en poderosas
herramientas pedagógicas, hecho que empieza a ser
reconocido por los educadores a nivel mundial. Entre esas
tecnologías de asociación, la RA se abre paso del resto,
primero por ser altamente innovadora y luego por tener
potencialmente ilimitados campos de aplicación.
Figura 1.Taxonomía de la Realidad Mixta[2].
permite añadir contenido digital o información virtual a
los elementos del mundo real, es decir, se crea una reali-
dad mixta que entra en contacto con el entorno real y con
el entorno virtual de forma simultánea, como está repre-
abarca tres elementos fundamentales: los dispositivos de
visualización, estos son el hardware periférico encarga-
do de capturar las imágenes del mundo real, pueden ser
cámaras web, tabletas o celulares inteligentes. La RA al
utilizar este último tipo de dispositivo toma el nombre de
RA-m. Otro de los elementos indispensables son los soft-
wares utilizados, los cuales se dividen en integración, de
visualización y los de modelamiento, todos estos pueden
trabajar de forma aislada o integrada y se encargan de gen-
erar los objetos virtuales, y combinar todos los elementos
de la escena, tanto reales como virtuales, mostrándolos
en pantalla al usuario. Por último, los disparadores por su
parte son los que detonan la aparición de la información
virtual, pueden ser códigos QR, objetos, geolocalización o
marcadores y determinan la posición y orientación exacta
de los objetos reales y virtuales en el mundo real [3].
La mezcla de realidades que presenta la RA
hace de la percepción del entorno una experiencia más
enriquecedora, lo que le proporciona al docente actual una
herramienta innovadora que se puede utilizar para mejorar
el proceso de aprendizaje de cualquier tópico en donde se
implemente. Sumado a lo mencionado anteriormente, se
presenta la innegable universalización de los dispositivos
móviles que posibilita que la interacción entre la realidad
captada por los estudiantes sea complementada con
datos digitales superpuestos de una manera sencilla sin
restarle foco a la temática principal donde se implemente,
esto hace más atractivos los contenidos educativos [4].
En las primeras experiencias de la RA como herramienta
de apoyo en el proceso de enseñanza/aprendizaje en
la educación universitaria, Moreno y Pérez [5] indican
que se han implementado en estrategias como juegos
educativos con RA, modelado de objetos con RA, libros
con RA, materiales didácticos con RA, todos destinados
principalmente al desarrollo de habilidades profesionales
de los alumnos.
Esto ha conllevado al estudio del impacto
de estas estrategias en dicho proceso pedagógico, en
matemáticas, religión, artes, etc. [6]. Por su parte, en el
área del diseño industrial y dibujo técnico, se destacan las
siguientes investigaciones: En el 2017, Ayala, Blázquez
y Montes-Tubío [7] evidencian la buena respuesta de los
de ingeniería a la introducción de modelos de realidad
aumentada en 3D, esto a través de un estudio experimental
basado en el método ARCS. Luego en el 2018, Cerqueira,
Clero, Moura y Sylla [8] midieron el nivel de disfrute de
los estudiantes universitarios con el uso de una aplicación
piloto de realidad virtual para visualización, construcción,
deconstrucción y manipulación de poliedros o solidos
3D con y sin animación. Recientemente en el 2019,
Garzón y Acevedo [9] realizan un metaanálisis de 64
investigacionescuantitativaspresentes en las principales
Scholar) realizadas entre el 2010-2018 para analizar
el impacto de la realidad aumentada en el aprendizaje
de los estudiantes. Todas estas investigaciones
pedagógicas refuerzan lo dicho por Herpich, Martins,
implementación de estrategias innovadoras es de alta
relevancia para el desarrollo cognitivo de los estudiantes,
y más si estas actividades se apoyan en herramientas
que ayuden a desarrollar el razonamiento espacial a
través de la demostración de conceptos abstractos con
la interacción de recursos multimedia. Esto se conjuga
con la necesidad de las universidades de adaptarse y
actualizarse en la utilización de nuevas herramientas y
tecnologías en el campo de la educación, ofreciendo un
presente y futuro prometedor como línea de investigación
aplicada asociada a la innovación pedagógica disruptiva
[11]. En lo dicho anteriormente radica la importancia
de la utilización, de forma exitosa, de estas tecnologías
innovadoras en el aula de clase, que según lo expresado
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144
Laurens Arredondo
por Ferguson [12] no solo tienen un impacto positivo en
los alumnos logrando cambios cognitivos, sino también
cambios afectivos y conductuales en ellos, volviéndose
más seguros, motivados y realistas.
La implementación de una tecnología como
la RA en el ámbito académico, no tiene viabilidad futura
sino está enmarcada en un enfoque educativo adaptado al
plan de estudios particular, que a su vez dependerá de las
características propias y contexto de la instancia donde se
aplique. Bower, Howe, McCredie, Robinson y Grover [6]
indican que la RA puede asociarse con distintos enfoques
pedagógicos, llegando a inferir, que la solución óptima
sino más bien una combinación de enfoques pedagógicos.
En este trabajo se presenta una propuesta
pedagógica alternativa, donde la RA se utiliza, de una
forma menos compleja, como recurso didáctico de apoyo
en el proceso de enseñanza implementado en aulas de
clases universitarias, exponiendo sus ventajas y limitantes
más relevantes. Esta metodología descrita es sustentada
en la pedagogía constructivista, ya que involucra la
utilización de diversas estrategias activas enfocadas a
lograr una educación basada en la construcción, por
parte del alumno, de su propio aprendizaje, y teniendo
en cuenta que el seleccionar actividades que motiven la
participación y reacción del estudiante es un aspecto
crucial en el proceso pedagógico, ya que de ello dependerá
el grado de compromiso y apertura para interiorizar los
conceptos, ideas y temas que se faciliten dentro del aula
de clase, es por eso que la implementación de actividades
bien seleccionadas pueden llevar al estudiante a profundas
Metodología
El presente trabajo es una investigación
aplicada realizada bajo el enfoque de la investigación-
accion [14], ya que permitióla innovación educativa a
propiciandomejoras en el proceso educativo con la
pedagógico con apoyo de las TIC [15].El diseño de esta
propuesta educativa tiene como contexto la cátedra
de Diseño Industrial yDibujo Técnico de la escuela de
ingeniería industrial de la facultad de ciencias de la
ingeniería de la Universidad Católica del Maule, la cual fue
impartida por el autor del presente trabajo. El numero total
de participantes fue de 82 estudiantes (68,3% hombres
y 31,7% mujeres) de edades comprendidas entre 19-25
años. Dicho curso tiene especial importancia debido a su
vinculación con el desarrollo del razonamiento espacial de
los alumnos, y su estrecha relación con la interiorización
de conceptos abstractos del dibujo en ingeniería
como secciones, vistas auxiliares, intersecciones,
interpretaciones de planos de ingeniería, en donde su
desempeño de los alumnos en el curso [16]. Estos
espacial como un componente de la inteligencia, la cual
está ligada a la capacidad de formar una representación
mental del mundo, pero lo que generalmente se conoce
como habilidad espacial, es en realidad una parte de la
capacidad espacial. Son tres los componentes principales
y aptitud, que son de origen genético y no pueden ser
entrenados, mientras que la última, la habilidad espacial,
puede ser entrenada mediante el desarrollo de una
metodología de estudio, herramientas pedagógicas y
estudio independiente.
El actual estudio parte del interés de los
docentes de la escuela de ingeniería industrial
anteriormente mencionada, en facilitar los procesos de
enseñanza y aprendizajes en los estudiantes de la cátedra
de diseño industrial y dibujo técnico, especialmente
para ayudarles a desarrollar los procesos mentales
relacionados al razonamiento espacial. Es una constante
preocupación para los académicos de la facultad que una
de las consecuencias de la actualización constante de
los planes de las mallas curriculares de la universidad
sea la reducción de cursos relacionados con la expresión
universidades [16], lo que genera a su vez la necesidad
constante por parte de los académicos de asegurar
ejecución en 16 semanas de estudio, es quizás la solución
a esta problemática, el cambio de estrategias didácticas
utilizadas.
Para el diseño de la estrategia pedagógica
propuesta se siguieron los principios básicos propuestos
por Cuendet, Bonnard, Do-Lehn&Dillenbourg [17], estos
principios requieren que los sistemas de RA sean lo
a las necesidades del alumno, que el contenido debe
tomarse del plan de estudios y entregarse en periodos
cortos como el resto de las lecciones y que la aplicación
del sistema de RA debe tener en cuenta las restricciones
del contexto.
La metodología desarrollada en esta
investigación está enfocada en el resultado de aprendizaje
esperado en la actividad curricular en la cual se
implementó, la que requiere que los estudiantes logren
aplicar las normas ISO y NCh a la visualización de un
objeto geométrico utilizando nuevas tecnologías para la
elaboración de producciones de diseño industrial. Para
lograr este objetivo se pretende que, con el apoyo de la
RA, los alumnos no solo conozcan el sistema diédrico sino
ciencia abstracta, sino como la representación de objetos
en el entorno [18], así como su relación con el diseño
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Realidad Aumentada Móvil
sesiones como está detallada en el syllabus del ramo, en
donde se establecen las técnicas de evaluación, criterios
e indicadores, para medir los resultados de aprendizajes.
Estas sesiones de trabajo se dividieron en clases teóricas,
y clases de laboratorio.
• Clases teóricas. Se realizaron en una sala de
clases clásica para 90 personas, con proyector,
pizarra y pupitres.
• Clases de laboratorio. Salas equipadas con un
ordenador con los softwares de la comunidad
Aumentaty
®
, tales como Creator
®
2019
(soft-
ware integrador) y AutoCAD
®
2019 (software de
®
que fueron
instalados, todos en sus versiones gratuitas o
académicas. Adicionalmente, para estas clases
los alumnos deberán disponer de un teléfono
móvil con la aplicación AumentatyScope
®
insta-
lada (Software de visualización).
El desarrollo de la propuesta pedagógica descrita
en este informe busca actualizar los procedimientos
utilizados en la implementación de herramientas
innovadoras en docencia universitaria, para así contribuir
a la retención, la apropiación y la comprensión de
contenidos técnicos de alta abstracción y la promoción de
habilidades cognitivas espaciales en los estudiantes [19].
Resultados y Discusión
La metodología propuesta se describe a
continuación en una secuencia de actividades semanales
distribuidas a lo largo de las sesiones de trabajo de la
cátedra, se pueden ver de forma resumida en la tabla 1.
Semana 1: En esta instancia se presentó el
contenido general del curso, se entregó la metodología,
marco general del dibujo técnico y su aplicación en la
del grupo de alumnos.
Semana 2: Se explicó brevemente los
diferentes sistemas de proyecciones (Ortogonal, cónica,
axonométricas), los distintos planos de proyección
se generan de una pieza, todo esto mediante el apoyo de
diapositivas y la aplicación de RA instalada en el teléfono
móvil, esto según lo propuesto por Sánchez [20].
Tabla 1.Programa del curso Diseño industrial y Dibujo
Técnico
Semana
Descripción de
las actividades
Recursos
Instrumento
evaluador
1
Presentación
del curso.
Denición, usos
y aplicaciones
en Ing.
Sílabo, Clase
magistral,
Diapositivas
Diapositivas,
Teléfono
móvil,
AutoCAD
2019,
Aumentaty-
Creator
2019,
AumentatyS-
cope
2019
Prueba
escrita, pauta,
rubrica,
Talleres,
Prueba
Acumulativa,
ABP
2
Teoría de
proyecciones y
vistas
3
Normalización
de planos,
formatos
4
Escalas, acotado
y plegado de
planos
5
Control CAD
No.1
6
Normas ISO y
NCh
7
Perspectivas
Cabellera e
Isométrica
8
Control CAD
No.2
9
Lectura de
Planos en
Ingenieria
10
Diseño
de Planos
Industriales
11
Cortes y
Secciones
12
Desarrollo
Proyecto Final 1
13
Control CAD
No.3
14
Desarrollo
Proyecto Final 2
15
Examen Practico
CAD
16
Presentación del
Proyecto Final
Se les suministró a los estudiantes, en forma
impresa, un cuaderno de ejercicio con RA llamado AR-
ía una
serie de ejercicios destinados a poner en práctica el
razonamiento espacial y el nivel de abstracción de los
estudiantes, en esos ejercicios ellos debieron completar
que los estudiantes mediante sus móviles pudieran
visualizar dichos marcadores a través de la aplicación
de visualización Scope
®
. Con esta sesión se pretendió
que los alumnos se familiarizaran con la aplicación y con
la forma de visualizar sólidos en 3D y la relación con su
2b.
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Laurens Arredondo
(a)
(b)
Figura 2.a) Marcador del cuaderno de ejercicios. b) Visu-
alización del marcador mediante la appScope.
Semana 3: Se explicaron las características
generales de los planos, tipos (conjunto, fabricación,
montaje, etc.), tamaños y dimensiones normalizados,
la rotulación, tipos de líneas, cajetín de datos, normas
técnicas por disciplina.
Semana 4: En esta clase se suministró la
información de los distintos tipos de escalas, acotado,
la normalización de estas últimas, así como la forma de
plegar plano según normativa NCh 2370.
Semana 5: Se explicó la introducción al entorno
®
2019, abarcando las
instrucciones básicas para el dibujo bidimensional,
herramientas de trabajo, editor de dibujo, ordenes de
evaluaron el aprendizaje de los comandos básico de dibujo
(línea, circulo, copiar, mover, borrar, rotar, simetría).
Semana 6: En las sesiones de trabajo de esta
semana se detallaron las normas ISO y normas chilenas
de dibujo, su comparación con las normativas DIN, UNE,
ANSI, así como su implementación en los proyectos de
ingeniería.
Semana 7: Los tópicos tratados fueron el sistema
diédrico, la perspectiva caballera e isométrica, enseñando
el procedimiento para realizar dibujos a mano alzada en
ambas perspectivas con la ayuda de escuadras.
Semana 8: Se inició a los alumnos en los
comandos adicionales de edición del software AutoCAD
®
2019. Se midió el aprendizaje de los comandos básico
extender).
Semana 9: Se habló de la lectura e interpretación
de planos de ingeniería. Distribución básica del área de
trabajo de un plano, las distintas simbologías empleadas
en las principales disciplinas según el tipo de plano.
Semana 10: Se introdujo el concepto de diseño
de planos industriales y su integración con los softwares
CAD actuales. Se explica el entorno de dibujo de sólidos
en el AutoCAD
®
2019, los comandos de visualización y
generación de sólidos en 3D.
Semana 11: Los tópicos tratados fueron los
principales tipos de cortes y secciones de sólidos, planos
de cortes, planos de proyección de cortes (vistas). Criterios
y normativa a tener en cuenta al realizar un corte a un
objeto 3D. Cortes planos paralelos. Se explicó el concepto
de operaciones booleanas en AutoCAD® 2019 como
herramienta para la creación de sólidos complejos en 3D.
Semana 12: Se explicaron las características
suministraron tanto la rúbrica de evaluación como las
pautas del proyecto, el cual consistió en modelar en 3D un
conjunto de elementos industriales, para luego plasmarlo
en un plano de ingeniería que cuente con una vista frontal,
lateral e isometría de las mismas, todo esto replicando
de montaje de una estructura metálica). Luego, este
plano dibujado por los alumnos sirvió de marcador para
la integración con el modelo 3D en RA, como se puede
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Realidad Aumentada Móvil
Figura 3. a) Plano de estructura mecánica que sirve de
marcador. b)Visualización de RA a través del APP Scope.
Se presentó formalmente a los alumnos la
comunidad Aumentaty
®
, se explicó el procedimiento
básico para integración de RA con marcadores
bidimensionales mediante la utilización del software
AumentatyCreator
®
, a través del procedimiento descrito
Figura 4. Procedimiento para visualización de objetos
virtuales mediante RA [21].
Semana 13: Se explicaron herramientas de
edición de solidos 3D, acotado y estilos de cotas en
AutoCAD
®
2019.
Semana 14: Se realizaron prácticas de
integraciones de prueba con modelos 3D básicos generados
en el AutoCAD®
formato aplicaciones grá
para luego importarlo en el software de integración con
RA AumentatyCreator®. Los marcadores utilizados fueron
los dibujos bidimensionales generados (sin textura) de los
modelos 3D generados anteriormente por los alumnos.
La idea es que los estudiantes puedan visualizar en el
software AumentatyScope® instalado en sus celulares
estos marcadores 2D y tenga la posibilidad de visualizar
en 3D el objeto creado con ayuda de RA a través de sus
generar contenido en el AumentatyCreator®, así como
para importar y exportar contenidos. La visualización de
los contenidos fue desigual en un porcentaje de alumnos
debido a la diferencia del desempeño entre los móviles
disponibles.
Semana 15: Se realizó un examen integrador
(50% teórica – 50% práctica) destinado a medir el
aprendizaje de los contenidos abarcados a lo largo del
curso.
Semana 16: Se realizó la presentación y entrega
Con el desarrollo de esta metodología
implementada para la pedagogía de los conceptos del
dibujo técnico y del diseño industrial, se lograron crear
objetos virtuales de aprendizaje, los cuales usan la ventaja
que brinda la tecnología de RA para captar la atención de los
estudiantes, estimulando la motivación en ellos, por ende,
impactando positivamente el proceso de aprendizaje [22],
a través de la implementación de estrategias educativas
innovadoras, las cuales, como ya está demostrado,
favorecen el aprendizaje de competencias transversales,
tales como el liderazgo, trabajo en equipo, comunicación
[23].
Conclusiones
Se ha realizado un procedimiento para la
didáctica del sistema diédrico y las distintas proyecciones
en la elaboración de contenido educativo, la cual
fue orientada al estímulo de los procesos mentales
relacionados al razonamiento espacial de los alumnos,
en donde la creación e integración de modelos virtuales
se alejó de las grandes complejidades procedimentales
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Laurens Arredondo
y la necesidad de profundos conocimientos en el
área informática, apoyandose en el incremento de la
presencia de los teléfonos móviles inteligentes en las
aulas de clases universitarias por parte de la población
estudiantil. El desarrollo de esta investigación permitió
conocer la existencia de software gratuitos que sirven
como herramientas pedagógicas para el fácil y rápido
aprendizaje del manejo de esta tecnología, tal como lo son
el AumentatyCreator
®
2019 y AumentatyScope
®
2019, lo
que busca servir de guía a la comunidad universitaria en
la adopción eimplementación de este tipo de tecnología
como estrategia pedagogica, asi como su fortalecimiento
como línea de investigación debido a su alto potencial como
herramienta didáctica, amplio campo de implementación
y la positiva estimulación del rendimiento y disposición
hacia al aprendizaje por parte de los estudiantes [24].
La metodología desarrollada muestra ser una
estrategia válida para mejorar el proceso pedagógico en el
área de dibujo técnico debido al impacto en la motivación
en los alumnos por el uso de una tecnología innovadora,
dando la posibilidad de una experiencia inmersivaen
el entorno industrial a los alumnos sin necesidad de
implementación debido a las características propias
del hardware (pobre desempeño de teléfonos móviles
más antiguos) y el software (lentitud de la plataforma
AumentatyCreator® debido a su dependencia a una
conexión de internet con gran ancho de banda).
diseño de las actividades pedagógicas basadas en RA, fue
necesario conformar equipos multidisciplinarios, que
incluyera el área informática, pedagogica e industrial.
la motivación estimulada con la implementación de la
presente metodología.
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REVISTA TECNICA
DE LA FACULTAD DE INGENIERIA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
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Esta revista fue editada en formato digital y publicada el
31 de Agosto de 2020, por el Fondo Editorial Serbiluz,
Universidad del Zulia. Maracaibo-Venezuela
Vol. 43. N°3, Septiembre - Diciembre 2020 pp. 114 - 176______
