Aprender la tabla periódica con realidad virtual

Aprende la tabla periódica y sus propiedades con realidad virtual

Mariela Damaris Urzúa Reyes – April 19, 2022

“El uso de un entorno inmersivo en la enseñanza de la química ayuda a que los estudiantes comprendan mejor lo que el docente intenta transmitir en su clase”.

La forma en que el conocimiento se presenta a los estudiantes de preparatoria es fundamental para que se enamoren de las asignaturas, sin importar cual sea. Las ciencias, y en especial la química, es una de las materias menos predilectas de los estudiantes, debido a la gran cantidad de conceptos, estructuras y reglas que deben conocer para su comprensión. Sin embargo, cuando el estudiante se traslada de manera virtual y puede observar la reacción química que sucede desde dentro de un átomo o una molécula, en ese momento, se hace partícipe de su propio proceso de aprendizaje y por ende se motiva.

En mi clase de química busco que los estudiantes aprendan de una manera inmersiva al conjuntar todos sus sentidos en una sola actividad. La interacción que sucede en un entorno con realidad virtual hace que los estudiantes se sientan protagonistas en cada una de las actividades que realizan.

“Los estudiantes pudieron entrar literalmente al interior de una molécula de sal, de agua, de gas y otras substancias para observar su estructura y comprender la explicación del docente”.

La enseñanza de la química con realidad virtual

La pandemia trajo consigo muchos desafíos, pero también un sinfín de oportunidades dentro del ámbito educativo digital con el uso de tecnologías y plataformas para el aprendizaje en todos los niveles educativos. Después de dos años, la nueva normalidad con clases semipresenciales nos acerca cada vez más a la hibridez de nuestro modelo educativo. De acuerdo con Sousa, Campanari y Rodriguez (2021), el uso de la realidad virtual en un modelo híbrido puede potenciar la manera en que se aprende, pero por sí sola, no garantiza mejorar la motivación ni el aprendizaje. Se requiere de una secuencia didáctica diseñada por el profesor que respalde los pasos y acciones a cumplir en cada una de las sesiones.

El uso de un entorno inmersivo en la enseñanza de la química ayuda a los estudiantes a comprender mejor lo que el docente intenta transmitir en su clase, ya que, aun y cuando el docente utilice vídeos, imágenes o modelos moleculares, no se llegará al nivel en que la realidad virtual estimula sus sentidos. El uso de herramientas inmersivas se ha adecuado para integrarse dentro del aula, así lo refieren Anacona, Millán y Gómez (2019), quienes afirman que este tipo de tecnología motiva a los estudiantes a aprender de manera dinámica ya que se puede adaptar tanto a la didáctica como a las metodologías y contenidos en el salón de clases.

De hecho, se ha visto un aumento en el uso de realidad virtual dentro del aula desde el 2015. Así lo demuestran en su estudio bibliométrico Campos, Ramas y Moreno (2020) en el cual, presentan los datos de artículos científicos realizados sobre el uso de esta herramienta para uso en la educación. Tan solo en tres años se duplicaron los estudios realizados en revistas indexadas, pasando de 86 en el 2015 a 161 en el 2018. Lo cual demuestra un aumento significativo del uso de realidad virtual en los procesos de enseñanza.

Proyecto escolar para el aprendizaje de química con realidad virtual

Con estudiantes de tercer semestre de preparatoria realicé un proyecto de realidad virtual para el cual diseñé actividades enfocadas a mejorar la comprensión de conceptos relacionados con la estructura interna de la materia, tales como átomos, orbitales atómicos e isótopos. También trabajamos los temas relacionados con la tabla periódica, las propiedades de los elementos y su configuración electrónica. Para ello, utilizamos la aplicación MelVr, que se puede descargar de manera gratuita en los celulares de cada estudiante, posteriormente el teléfono celular se introduce en el headset de realidad virtual, para tal efecto usamos la marca VIOTEK Spectre VR Auriculares.

El estudiante podía entrar literalmente al interior de una molécula de sal, de agua, de gas o de cualquier otra substancia que se le presentara para observar su estructura y comprender lo que el docente acababa de explicar, o bien primero se adentraba al mundo molecular para explorarlo y después escuchar la explicación del docente. De esta forma, tanto estudiante como docente lograron una simbiosis que se trasladaba entre el mundo virtual y real. La motivación, las caras de asombro y los buenos resultados en las evaluaciones, fue lo que sobresalió en las clases de química en las que se trabajaba con realidad virtual.

A los estudiantes les proporcionamos gafas dentro de las cuales colocaban sus teléfonos celulares para escuchar primero la explicación del tema. Mientras se adentraban a las substancias iban conociendo la estructura interna de la materia a través del estímulo de todos sus sentidos. Una vez que se introducía el tema a través de la realidad virtual, resultaba mucho más sencillo el proceso de enseñanza-aprendizaje, ya que, al interactuar virtualmente con la estructura interna, lograron comprender de manera más fácil los temas y conceptos abstractos.

La incorporación de esta tecnología se realizó en dos grupos experimentales y un grupo de control, el cual recibió las clases de manera tradicional utilizando videos y el pizarrón para la explicación de cada uno de los temas tratados. Los resultados fueron significativamente alentadores, ya que, en cuanto al promedio obtenido en las evaluaciones, los grupos experimentales se mantuvieron por encima del grupo de control en la mayoría de las actividades evaluadas. Sin embargo, la mayor diferencia existió en el proceso de comprensión de los conceptos, para el cual los grupos experimentales lograron realizar explicaciones mucho más detalladas de la estructura interna de la materia, que el grupo de control.

Finalmente, en la encuesta realizada sobre la motivación en su proceso de aprendizaje, los grupos experimentales expresaron que les gustó aprender química de una manera diferente y divertida, a través del uso de esta tecnología.

Aplicaciones de realidad virtual para el aprendizaje de la química

Existen varias aplicaciones de realidad virtual para el aprendizaje, mismas que requieren del uso de gafas especiales para maximizar los estímulos que el cerebro recibe, y mejorar así el proceso de aprendizaje. Ramirez y Bueno (2020), utilizaron un entorno inmersivo a través de una aplicación de laboratorio virtual para química orgánica, concluyendo que sus estudiantes mejoraron la comprensión de temas complejos. Así mismo observaron que tanto las habilidades y el conocimiento adquirido fue potenciado con el uso de entornos virtuales, donde los estudiantes lograron interactuar a través de las sensaciones que estas herramientas ofrecen aprendiendo de manera diferente la química. A través de las diferentes aplicaciones que se ofertan en el mercado, es posible encontrar un sin número de ellas para la gran mayoría de los temas de química, tanto orgánica como inorgánica.

En el mundo de la realidad virtual para el aprendizaje de la química existen aplicaciones con un costo excesivo, sin embargo, se encuentran otras como Mel Vr, la cual utilicé con mis estudiantes y que son de libre acceso. Esta aplicación permite observar las estructuras atómicas de los elementos de la tabla periódica, el acomodo de sus electrones y sus orbitales, lo que permitió adentrarnos así al tema de configuración electrónica sin dejar de lado las características que predicen sus propiedades. Asimismo, Maksimenko et.al (2021) utilizaron esta misma aplicación en estudiantes de primer grado de la universidad, para conectar el mundo macroscópico y tangible de las substancias comunes, con el mundo microscópico de su estructura interna, logrando que se incrementaran las experiencias de aprendizaje de sus estudiantes. Concluyeron que el aprendizaje de conceptos abstractos relacionados con la estructura atómica y la tabla periódica mejoró mediante el uso de la aplicación MelVr.

El uso de tecnologías inmersivas dentro del aula ha resultado en una mejora en los procesos de aprendizaje y en la motivación de los estudiantes, por ello es necesario que más profesores lleven a sus aulas estas tecnologías. Existen varias opciones que no requieren de grandes inversiones y algunas otras pueden ser alcanzables gracias a los apoyos de los proyectos NOVUS que nos permiten implementar nuevas estrategias para mejorar los procesos de enseñanza.

Les invito a explorar el uso de realidad virtual en sus cursos y compartir sus experiencias y aprendizajes en el Observatorio del Instituto para el Futuro de la Educación del Tec de Monterrey.

Acerca de la autora

Mariela Damaris Urzúa Reyes (mariela.urzua@tec.mx) es profesora de cátedra del área de ciencias en la preparatoria del Tecnológico de Monterrey, Campus Toluca desde 2013. Tiene más de 17 años de experiencia como docente en los que ha realizado proyectos para innovar en el aula. Ha diseñado aplicaciones de realidad aumentada y entornos 3D para el aprendizaje de la 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 3800 suscriptores.

Referencias

Anacona, J.D., Millán, E.E., Gómez, C.A. (20019) Aplicación de los metaversos y la realidad virtual en la enseñanza. Entre ciencia y tecnología 13 (25). DOI: http://dx.doi.org/10.31908/19098367.4015.

Campos, M.N., Ramos, M. & Moreno, A.J. (2020). Realidad virtual y la motivación en el contexto educativo: estudio bibliométrico de los últimos veinte años en Scopus. Alteridad. Revista de educación. 15 (1). disponible en: http://scielo.senescyt.gob.ec/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1390-86422020000100047#ref14

Maksimenko, N., Okolzina, A., Vlasova, A., Tracey, C., & Kurushkin, M. (2021). Introducing Atomic Structure to First-Year Undergraduate Chemistry Students with an Immersive Virtual Reality Experience. Journal of Chemical Education, 98(6), 2104–2108.

Ramirez, J. A., & Bueno, A. M. V. (2020). Learning organic chemistry with virtual reality. 2020 IEEE International Conference on Engineering Veracruz (ICEV), Engineering Veracruz (ICEV), 2020 IEEE International Conference On, 1–4. https://0-doi-org.biblioteca-ils.tec.mx/10.1109/ICEV50249.2020.9289672

Sousa, R., Campanari, R.A. y Rodrigues, A.S. (2021). La realidad virtual como herramienta para la educación básica y profesional. Revista científica general José María Córdova (19) 33. 223-241. DOI: http://dx.doi.org/10.21830/19006586.728

X