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Rechtliche
Mejora de la capacidad espacial enel grado de diseño mediante
estrategias docentes basadas enRealidad Aumentada
Marisa Fuster RiberaCollegeOrDepartment
University
Trabajo Fin de Master de Aplicaciones Multimedia
2016 junio
1. Revisada:
2. Revisada:
Dia de la defensa:
Firmado por :
ii
Resumen
La Realidad Aumentada es el término que se usa para definir una visión a
través de un dispositivo tecnológico, directa o indirecta, de un entorno físico
del mundo real, cuyos elementos se combinan con elementos virtuales para
la creación de una realidad mixta en tiempo real.
El uso de estas tecnologías en el aula como recurso educativo data de princi-
pios del siglo XXI , sin embargo con el desmesurado crecimiento del uso de
smartphones en los últimos años, y gracias a su cada vez mayor capacidad
y características es posible su uso en el aula empleando realidad aumentada
y muchas otras aplicaciones con potenciales por descubrir en educación.
En este trabajo se han empleado varias aplicaciones de RA, juntamente con
software de modelado 3D para mejorar la capacidad espacial del alumnado
de diseño, trabajando con dos grupos, uno que realiza las actividades nor-
males programadas en el curso de sistemas de representación, y otro que
realiza actividades de modelado 3D, juntamente con realidad aumentada,
para valorar los diferentes resultados obtenidos empleando estos dos proce-
dimientos.
iv
Agradecimientos
A la UOC.
ii
Índice de contenidos
Índice de figuras v
Índice de tablas vii
1. Introducción 1
1.1. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2. Hipótesis, preguntas de investigación y objetivos . . . . . . . . . . . . . 2
1.2.1. Objetivo principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2.2. Objetivos secundarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3. Metodología de investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4. Plan de investigación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2. Estado del Arte 5
2.1. La Realidad Aumentada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.1. Tipos de realidad aumentada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.2. Aplicaciones de Realidad Aumentada en Educación . . . . . . . . 9
2.1.3. Aplicaciones en el campo de la visualización espacial. . . . . . . . 11
2.2. Habilidades Espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.1. La capacidad Espacial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.2. La medición de Aptitudes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3. Trabajos de RA para desarrollo de Capacidad Espacial . . . . . . . . . . 21
3. Uso del modelado 3D y de la Realidad Aumentada para incrementarlas habilidades espaciales 25
3.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.1. Participantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
iii
ÍNDICE DE CONTENIDOS
3.1.2. Hardware y software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.3. Pre-test y Post-test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.4. Proceso de las Actividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4. Análisis y discusión de resultados 31
Bibliografía 41
Anexos 43
A. 45
A.1. Encuesta inicial previa a la realización de la actividad con RA . . . . . . 46
A.2. Encuesta de satisfacción de la realización de la actividad con RA . . . . 49
iv
Índice de figuras
2.1. Realidad Mixta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2. Linea temporal de acontecimientos sobre Realidad Aumentada . . . . . . 7
2.3. ejemplo uso marcadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.4. "Make up Genius" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.5. cronologia de acontemientos basados en "Marker-based" . . . . . . . . . 10
2.6. cronologia de acontemientos basados en "Markerless" . . . . . . . . . . . 11
2.7. Modelo de Burt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.8. Modelo de Vernon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.9. Modelo Eliot y Smith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.10. Taller Anfore3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.1. ejemplo de una de las piezas que se pueden ver en el Mental Rotation Test 27
3.2. ejemplo de una de las piezas que se pueden ver en el DAT Test . . . . . 28
4.1. Gráfica de géneros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.2. Gráfica uso de smartphones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.3. Gráfica de sistemas operativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.4. Gráfica de motivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.5. Resultados grupo control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.6. Resultados grupo RA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.7. gráfica resultados encuesta 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.8. gráfica resultados encuesta 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.9. gráfica resultados encuesta 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
A.1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
A.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
v
ÍNDICE DE FIGURAS
A.3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
A.4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
vi
Índice de tablas
3.1. Actividades del grupo RA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.2. Actividades del grupo de Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.1. DAT 1a vez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.2. Purdue 1a vez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.3. Prueba F DAT grupo control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.4. Prueba F Purdue grupo control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.5. Prueba F DAT grupo RA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.6. Prueba F Purdue grupo RA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
vii
ÍNDICE DE TABLAS
viii
1
Introducción
1.1. Justificación
Los alumnos que realizan un grado de diseño desarrollan las capacidades espaciales
en diferentes materias, una de las cuales es Sistemas de Representación.
Teniendo en cuenta las diferentes capacidades del alumnado, y los conocimientos
previos adquiridos en el bachillerato, se pretenden implementar nuevas estrategias para
favorecer la adquisición de capacidades espaciales.
El alumnado que nos encontramos en los grados de diseño viene de diferentes ba-
chilleratos, unos del artístico, otros del tecnológico, otros del humanístico o del social,
sin olvidar una parte del alumnado que viene después de hacer un ciclo formativo o una
prueba de acceso para mayores de 25 años. Esta heterogeneidad se manifiesta de muchas
formas, una de las cuales es una gran diferencia entre las capacidades y conocimientos
de unos u otros en algunas materias o habilidades.
En este sentido, dado que actualmente ordenadores, smartphones y tablets forman
parte del entorno educativo, serán un elemento clave de las estrategias que se proponen
en este trabajo, ya que el contenido virtual al que se accede con ellos constituye una
red de datos disponible al alcance de la mayoría de todos ellos (Cubillo et al., 2014)(1).
Por este motivo se tratará de resolver la problemática concreta de la visualización del
espacio tridimensional haciendo uso de las nuevas tecnologías, teniendo en cuenta los
nuevos hábitos de la sociedad y la importancia que han adquirido las nuevas tecnologías,
especialmente para un alumnado que ya es nativo digital. El hecho de introducirlas
1
1. INTRODUCCIÓN
dará mas diversidad y dinamismo a unas enseñanzas que tradicionalmente se vienen
realizando con lápiz y papel exclusivamente.
Dentro de las nuevas tecnologías en auge en el ámbito educativo, destaca la realidad
aumentada(RA). Campo que a pesar de llevar unos años en proceso de difusión, todavía
tiene un uso muy incipiente, pero prometedor, en educación (Carracedo et al., 2012)(2),
motivo por el cual se ha decidido emplear esta herramienta para esta investigación, y
demostrar que con el uso de la Realidad Aumentada (RA) puede mejorar la capacidad
espacial del estudiante y también la interacción entre profesor y estudiante.
1.2. Hipótesis, preguntas de investigación y objetivos
1.2.1. Objetivo principal
Demostrar que el uso de la realidad aumentada supone una mejora de las capacidades
espaciales para los alumnos que están realizando el grado de diseño.
1.2.2. Objetivos secundarios
Los objetivos secundarios que se han establecido son los siguientes:
Estudiar y recopilar los diferentes métodos de medición de la Capacidad Espacial.
Recopilar las diferentes metodologías educativas para posteriormente estudiar cuá-
les serían más idóneas para su aplicación en este campo.
Investigar y recoger información sobre los últimos avances en Realidad Aumenta-
da, tanto en educación como fuera de ella.
Proponer una metodología pedagogica para mejorar la Representación espacial
con Realidad Aumentada.
Realizar prácticas con el alumnado de la metodología pedagógica propuesta.
1.3. Metodología de investigación
Después de una etapa inicial de investigación donde se estudian las aplicaciones
mas idóneas para utilizar en el aula, se definirán todos los pormenores. La previsión es
utilizar la realidad aumentada en varios momentos del proceso.
2
1.4 Plan de investigación
1. Por parte del profesor, en la entrega de materiales escritos, donde habrá debida-
mente señalados desde códigos QR hasta marcadores con contenidos audiovisuales
2. Por parte del alumno en 2 momentos:
En el desarrollo individual de un modelo 3D empleando sketchup, y subiéndolo
a una plataforma de realidad aumentada (Aurasma u otra a determinar) donde
almacenaríamos todos los modelos para uso colectivo.
En la realización de unos ejercicios con diferentes piezas 3D de realidad aumen-
tada para practicar vistas diédricas y axonométricas con las piezas que ellos han
realizado previamente.
La estrategia empleada será ”action research". Se trabajaría con dos grupos, un grupo de
experimentación y otro grupo de control, para poder comparar los resultados y analizar
estos debidamente.
Los métodos de generación de datos empleados serán experimento (grupo control
vs. test), encuestas, y observación
Se pasará una encuesta inicial (pre-test) a todos los alumnos anteriormente a las
realizaciones de las actividades y posteriormente (post-test) de nuevo para analizar las
diferencias entre los resultados de un grupo y otro.
El tipo de análisis será por un lado cualitativo, ya que parte del objetivo es conseguir
una motivación e interés mayor, así como también una mayor participación y valoración
del trabajo en grupo, por lo que se realizaran preguntas abiertas y entrevistas.
Y por otro lado, cuantitativo ya que pretendemos conseguir una mayor capacidad
espacial, interés por las nuevas tecnologías y conocimiento de ellas, y esto lo valoraremos
de una manera más exacta mediante notas y resultados académicos de las actividades.
También valoraremos la motivación y el interés por esta propuesta de trabajo compa-
rando la entrega de un mayor número de actividades de un grupo con el otro.
1.4. Plan de investigación
A continuación se muestran dos tablas donde se puede ver la temporalización pre-
vista.
3
1. INTRODUCCIÓN
Figura 1.1: - cronologia
Figura 1.2: - tabla de Gantt
4
2
Estado del Arte
2.1. La Realidad Aumentada
La Realidad aumentada, objeto de este trabajo, está englobada dentro de la Realidad
Mixta (RM). Como mencionaban Milgram y Kishino (1994)(3), la Realidad mixta es
todo lo que se encuentra entre el extremo del mundo real y el extremo virtual, pasando
por la Realidad Aumentada y la Virtualidad Aumentada . En la figura 2.1 se puede
observar el continuo de virtualidad.
La Realidad Aumentada (RA) es una tecnología que permite disfrutar de experien-
cias en las que se añade contenido virtual a nuestro entorno en tiempo real. Mediante
esta tecnología se pueden complementar escenas del mundo real con información digital
en forma de texto, imagen, audio, vídeo y modelos 3D.
La RA construye nuevos mundos mixtos ofreciendo la posibilidad de mezclar objetos
Figura 2.1: Realidad Mixta
5
2. ESTADO DEL ARTE
reales y virtuales en el mismo escenario e interactuar con ellos. Representa una nueva
tecnología en auge gracias al desarrollo de nuevas tecnologías en torno a ella, como
pueden ser dispositivos integrados en la ropa, etc...
Un sistema AR debe tener las siguientes propiedades:(Azuma, et al, 2001)(4)
- Combinar objetos reales y virtuales en un entorno real
- Ejecutarse de forma interactiva y en tiempo real
- Registra ( alinea ) objetos reales y virtuales uno con otro.
Aunque es considerada una tecnología de última generación su existencia se remonta
a 1962 con la creación de un simulador de moto denominado Sensorama. En la figura
2.2 se puede ver una linea del tiempo con el cronograma de acontecimientos destacados
en este campo.
6
2.1 La Realidad Aumentada
Wagner y
Schmalsteig
desarrollan una
aplicación con un
sistema de RA que
te guía a un destino
B.H. Thomas desarrolla
ARQuake, el primer juego al
aire libre con RA
Ivan Sutherland inventa la display de
cabeza que sugiere una ventana a un
mundo virtual.
1962 1966 1975 1989 1992 1995 1997 1999 2000 2002 2003 2004 2006 2009 2010 2012 2013 2014 2015
Myron
Krueger
crea Videoplace
que permite a los
usuarios
interactuar con
objetos
virtualesJaron Lanier crea la
primera actividad
comercial en torno a
los mundos virtuales
1975 1989 1992 1995 199
Feiner, MacIntyre
y Seligmann
realizan un
prototipo,
KARMA de
Realidad
Aumentada
virtual.
1997 1999 2000 2002
Rekimoto y Katashi
crean NaviCam,
empleando
marcadores
codificados en la
imagen de la cámara
en vivo
on Lanier crea la
mera actividad
comercial en torno a
Azuma
presenta el
primer estudio
sobre RA y
describe las tres
características
principales de la
Realidad
Aumentada
Hirokazu Kato
desarrolla
ARToolKit
2003 2004 2006 2009 20100 2012
Kalkusch presenta una aplicación
que guía al usuario a través del
interior de un edificio empleando
un dispositivo Head Mounted
Display (HDM)
Se presenta un
sistema con
posicionamiento
por marcadores
3D para teléfonos
móviles
presenta un
tema con
Reitmayr
presenta una
aplicación
basada en el
seguimiento
con RA en
ciudades
Kalkusch presenta una aplicación aci
La Realidad Aumentada llega
al navegador web. También se
crea un logo oficial con el fin de
estandarizar la tecnología
Aparecen
aplicaciones de
RA para móviles
como Layar,
Wikitude…
Sony muestra
Realidad
Aumentada para la
consola PS4 con
The Playroom
Aparecen
icaciones de
para móviles A
Se presentan
Google Glass,
unas gafas
que permiten
acceder al
entorno
virtual
actividades
3 2014 2015
Es lanzado el
primer CMS
para apps de
Realidad
Aumentada
Solinix
lanza la
primera App
que
revoluciona
el mundo
del Mobile
Marketing
con RA
Morton
Heilig crea
Sensorama.
Figura 2.2: Linea temporal de acontecimientos sobre Realidad Aumentada
2.1.1. Tipos de realidad aumentada
Se pueden encontrar diferentes clasificaciones de Realidad Aumentada, una de las
más claras nos muestra la siguiente estructura (Minguell et al.,2012)(5):
Basada en el seguimiento (marker-based): El seguimiento puede ser :
-Marcadores. Figuras distinguibles fácilmente, generalmente de color negro con un
sistema sencillo de patrones. El sistema es el siguiente: en una página web se alojan
los elementos que se vayan a visualizar, y mediante una cámara el software instalado
reconoce el marcador y superpone la información virtual.
7
2. ESTADO DEL ARTE
Figura 2.3: ejemplo uso marcadores
-Imágenes. Cualquier dibujo o fotografía puede ser válida para activar la aplicación.
Representa una mejora respecto a los marcadores. Ejemplos de ello son : Layar, Junaio
y Wikitude.
-Objetos. Actualmente se están desarrollando aplicaciones que se ejecutan al reco-
nocer determinados objetos. Uno de los ámbitos que más se está desarrollando es el del
reconocimiento facial. Un ejemplo "Make up Genius"
Figura 2.4: "Make up Genius"
Basada en la localización: En este caso el software, en lugar de reconocer una
marca, buscará una localización mediante las coordenadas GPS que el usuario haya
introducido. Uno de las aplicaciones más conocidas es LAYAR, que con un sistema de
capas por temas permite localizar determinados puntos de interés dependiendo de los
intereses de los usuarios.
REQUISITOS
- Dispositivo con cámara (ordenador, tablet o smartphone)
- Aplicación que ejecute la RA
8
2.1 La Realidad Aumentada
- Si la información que se va a añadir está ubicada en la red precisará conexión a
Internet.
- Si la información está basada en la localización requerirá GPS.
2.1.2. Aplicaciones de Realidad Aumentada en Educación
Según el informe Horizon 2015 (Johnson et al, 2015)(6), las tendencias claves que
aceleran la adopción de la tecnología en las universidades van a ser:
A corto plazo (en uno o dos años)
1. La evolución del aprendizaje en linea, empleando combinaciones de herramientas
innovadoras.
2. El replanteamiento de los espacios de aprendizaje, ya que el aprendizaje activo
requiere mayor movilidad, flexibilidad y que permita el uso de diferentes dispositivos.
A medio y largo plazo, la colaboración y la acción colectiva serán cada vez más
importantes.
Los desarrollos más importantes en tecnología educativa a corto plazo son:
1. El BYOD (Bring your Own Device).
2. La Clase Invertida (flipped classroom), modelo pedagógico en el que el tiempo de
clase se dedica a actividades de aprendizaje colaborativas basadas en proyectos.
El uso de los propios dispositivos móviles en uno de los elementos más útiles para
el trabajo realidad aumentada al traerlo consigo a diario y ya estar la tecnologia lo
suficientemente avanzada para obtener resultados interesantes, por lo que se propone,
tanto el uso de BYOD como la investigación de nuevas metodologías educativas, siendo
"flipped classroom” una de ellas. Puesto que la "Flipped classroom"se basa en un modelo
pedagógico que transfiere el trabajo de determinados procesos de aprendizaje fuera del
aula, y utiliza el tiempo en clase para facilitar la adquisición y práctica de conocimientos
(Santiago, 2013)(7)
A medio y largo plazo se espera una introducción de impresoras 3D, y aplicaciones
3D, nueva tecnología "wereable", y también la conexión de todo tipo de objetos a la
red, mediante chips integrados, sensores. Todo ello muy conectado a la RA, por lo que
cualquier avance en este sentido supone un avance para la introducción de la RA en el
mercado.
La integración de elementos 3D virtuales con elementos reales es la base de la Reali-
dad Aumentada, y el objetivo a alcanzar es a través de ella mejorar la capacidad espacial
9
2. ESTADO DEL ARTE
del alumnado de diseño, ya que la visualización y la representación espacial es funda-
mental tanto en sus estudios como en su futuro laboral.
Dentro de los trabajos ya realizados en educación el el campo de la Realidad Au-
mentada podemos mencionar los siguientes ejemplos, distinguiendo los basados en mar-
cadores (marker-based) y los basados en geolocalización (markerless).
Aparecen numerosas
aplicaciones en espacios
museísticos, donde
debidamente señalados se
puede acceder a
innumerable contenido
extra.(ej:Museo autonomia
de Andalucia, Centro
Interpretación de la
Tecnologia de Bizkaia)
Aparece el programa Eskola 2.0,
donde se emplean recursos de
RA para la materia
Conocimietno del Medio.
Billinghurst presentó “The
Magic BOOK”, cuyas páginas
tienen diferentes marcadores
que al usar el software
adecuado muestra diferentes
representaciones 3D
2001 2002 2010 2012 2014
Surge AMIRE, plataforma de RA cuyo
objetivo es definir y poner en práctica
un sistema de software que permite a
los expertos diseñar aplicaciones de
realidad mixta sin un conocimiento
detallado de las tecnologías.
APRENDA, juegos educativos
con marcadores RA a través de
una aplicación con la flora,
fauna y monumentos
para Ed. primaria
tivos
vés de
J.J. Juanes Méndez emplea
sistemas de simulación médica
con procedimientos informáticos,
entre ellos RA, para la simulación
de operaciones.
ARLE, Cubillo
Arribas trabaja en su
tesis doctoral sobre la
creación de una
plataforma web
colaborativa donde
incorporar contenido
virtual.
“Control of a
remote Laboratory
by Augmented
Reality”, a través
RA empleando un
laboratorio.
ARSK, la
Technological University of
the Mixteca en Mexico usa
móviles para mostrar
esqueletos 3D con RA
Figura 2.5: cronologia de acontemientos basados en "Marker-based"
10
2.1 La Realidad Aumentada
“Mistery at the Museum” otra actividad
educativa lúdica creada por el Boston
Museum of Science desarrollada para
ambientes internos, por lo que usa
tecnologia Wi-Fi en vez de GPS
2002 2005 2009
Massachusetts Institute of Technology
(MIT) creó Environmental Detectives.
Desarrollada en formato juego permite la
integración de información del mundo real
con aquella adicional presentada en sus
dispositivos móviles inteligentes.
La Universidad de Atenas recrea una
experiencia educacional en la antigua
Grecia, permitiendo interactuar con
determinadas recreaciones 3D de
personas situadas en el contexto
Figura 2.6: cronologia de acontemientos basados en "Markerless"
2.1.3. Aplicaciones en el campo de la visualización espacial.
MARKER-BASED
- 2003. Construct3D es una herramienta de construcción geométrica en 3D diseñada
específicamente para la enseñanza de las matemáticas y de la geometría. Esta basado en
el sistema de realidad aumentada colaborativa "Studierstube"(Kaufmann et al, 2003)(8)
- 2006. La Facultad de Arquitectura de Sydney realizó un trabajo en el que se
discutieron temas y enfoques para el establecimiento de principios científicos para la
aplicación de esta tecnología en apoyo de diseño arquitectónico. En su investigación
formula una taxonomía exhaustiva especificando las características de aplicaciones de
RA para arquitectura . (Xiangyu Wang, 2006)(9)
- 2007. Se desarrolló un prototipo de la aplicación Urban Sketcher, aplicación que
permite interactuar en tiempo real con la realidad ofreciendo una realidad mixta, di-
bujando, pintando, modificando o creando contenidos sobre un video en directo de la
realidad. (Sareika et al.,2007)(10)
- 2010. Un libro de RA llamada AR-Dehaes ha sido diseñado para proporcionar
modelos virtuales en 3D que ayudan a los estudiantes a realizar tareas de visualización
11
2. ESTADO DEL ARTE
para promover el desarrollo de su capacidad espacial. AR aparece como una tecnología
atractiva que promete ofrecer las herramientas necesarias para crear contenido atractivo
para el entrenamiento de la habilidad espacial. Establece una comparación entre AR-
Dehaes y Construct3D. La principal diferencia entre ellas es que mientras Construct3D
necesita equipos sofisticados y costosos AR-Dehaes supone muy poco coste (solo pc
con webcam) Construct3D Sólo se puede utilizar en un laboratorio de computación con
equipos especiales y AR-Dehaes se puede utilizar en casa.
También se creo una biblioteca de software llamado HUMANAR para superar al-
gunos inconvenientes presentes en algunas bibliotecas públicas (Martín-Gutiérrez et al.,
2010)(11)
- 2010. Jorge Martín Gutiérrez desarrolla una tesis doctoral ”Estudio y evaluación
de contenidos didácticos en el desarrollo de las habilidades espaciales en el ámbito de
la ingeniería” donde estudia el estado del arte de las capacidades espaciales y desarrolla
una serie de prácticas poniéndolas a prueba con diferentes tipos de ejercicios, unos
con Realidad Aumentada, otros a partir de videojuegos, de geometría descriptiva y de
croquización.
- 2011. Jorge Martín Gutiérrez posteriormente ha publicado a partir del libro de
Ejercicios para el desarrollo de la percepción espacial de Teresa Pérez Carrión ”Curso
para la mejora de la capacidad espacial"que consiste en resolver ejercicios mediante el
dibujo croquizado de volúmenes tridimensionales. Para visualizar las figuras tridimen-
sionales se recurre a la realidad aumentada. (Martín Gutiérrez et al, 2011)(11)
- 2011. ”Enseñando Urbanismo y Arquitectura mediante Mobile learning y Realidad
Aumentada". Los participantes son estudiantes de Ingeniería de la Edificación de la
Universidad Politécnica de Cataluña. Se aborda la reconstrucción virtual de una par-
te de la antigua Gerunda romana, actual Gerona. Se generan diversas vistas 3D y se
emplea para su visualización marcadores emplazados en puntos estratégicos. Finalmen-
te, el alumno realizaba una presentación donde constaba la descripción de los espacios
trabajados, y a través de ella se comprobó la eficacia de esta tecnología en el proceso
de aprendizaje. Las conclusiones demuestran que estas tecnologías incrementan el ren-
dimiento académico, la rapidez y agilidad en la adquisición de conocimiento y amplían
las competencias gráficas. (Redondo, 2012)(12)
- 2011 "Lighting simulation in augmented reality scenes.El experimento se realizó en
la Facultad de Ingeniería de la Construcción. El objetivo era simular las condiciones de
12
2.1 La Realidad Aumentada
luz ambiental y exportarlas al modelo de manera dinámica y efectiva. Partiendo de unos
modelos 3D se incorporaron otros llamados ”occluders"que permiten ocultar partes del
modelo virtual , con lo que hacen más creíble la escena. Se alcanzó un alto grado de
satisfacción y una considerable mejora de sus capacidades. (Riera et al.,2012)(13)
- 2013. Con el objetivo de ofrecer un entorno de aprendizaje ubicuo para estimular la
comprensión del espacio tridimensional con tabletas y realidad aumentada se han reali-
zado tres pruebas piloto durante el curso académico 2011-2012, en las que participaron
estudiantes de tres ámbitos educativos diferentes: Grado en Bellas Artes, estudiantes de
educación secundaria y un grupo de profesores de secundaria de las asignaturas de Arte
y Tecnología. El estudio se ha realizado con seis modelos físicos de aluminio pintado.
También se ha dispuesto de la versión digital de seis modelos en Realidad Aumentada y
en tableta multitáctil. Se ha realizado una valoración global y una valoración específica
sobre las tecnologías utilizadas. (De la Torre et al.,2013)(14)
- 2013. En Sudamerica destacan los desarrollos hechos por la compañía Inglobe
Technologies, cuyos trabajos consisten en la utilización de Google SkechUp en combi-
nación con el plugin AR-media, para la realización de sistemas escalables de realidad
virtual. También el Proyecto EDRA (”Espejismo Digital Realidad Aumentada"). Es un
experimento con realidad aumentada realizado por estudiantes de diseño gráfico de la
Universidad de Chile que tiene como propósito incorporar la realidad aumentada a dis-
tintos proyectos con la intención de enriquecer enfoques educativos de entretenimiento,
comerciales y/o publicitarios, en los que por medio de la interacción del usuario con el
soporte se logra una apropiación completa del mismo.(Buitrago, 2013)(15)
- 2014. Se presentan los avances logrados en el diseño de una herramienta de au-
tor, llamada AuthorAR, orientada a la creación de actividades educativas basadas en
realidad aumentada. Se plantea la creación de una nueva herramienta al no disponer las
que existen de herramientas especificas para el mundo educativo, como seria ponerle un
enunciado a la actividad. (Moralejo, 2014)(16)
- 2014. Se realizan una serie de actividades en el campo de la arquitectura y de la
construcción diferentes empleando la realidad aumentada. (Redondo et al., 2014)(17)
- Caso 1.El objetivo de la asignatura era modelar unidades urbanas, plazas o tramos
de calles y desarrollar proyectos de diseño urbano en ellos mediante la incorporación de
elementos escultóricos
13
2. ESTADO DEL ARTE
- Caso 2. El ejercicio se centró en la visualización del proceso de construcción de un
soporte muro de carga .
- Caso 3. En este caso se empleo la RA por geolocalización.
- Caso 4. Utilizando los códigos QR que vinculan a los contenidos multimedia :
vídeos, CAD , modelos 3D virtuales integrados en AR , sitios web específicos , etc.
MARKERLESS
- 2014. Se realizan una serie de actividades en el campo de la arquitectura y de la
construcción diferentes empleando la realidad aumentada. (Redondo et al., 2014)(17)
- Caso 3. Se hizo uso de un sistema de localización geográfica (SIG ) capaz de inte-
grar los datos obtenidos (edificios modelados digitalmente ubicados en sus coordenadas
reales, físicas) de manera georreferenciada . En este caso, se utilizó Layar c© . Es una
aplicación gratuita que permite tanto alfanumérica y contenido digital - modelo para
ser georreferenciados para su visualización integrada en los dispositivos móviles .
- 2014. "Geo-located teaching using handheld augmented reality: good practices
to improve the motivation and qualifications of architecture students". En este caso
se empleo Layar y se subieron archivos 3D generados por cada alumno en una capa
nueva creada para este propósito llamada "geo-layers of architecture and buildings". Los
resultados fueron positivos ya que los estudiantes han descubierto que esta tecnología
tanto les puede servir para aprender como para un futuro uso profesional. (Riera et al.,
2014)(13)
Pese a los pocos años que han pasado desde las primeras aplicaciones de realidad
aumentada ha habido muchos cambios, ya que en sus comienzos se requerían grandes
ordenadores y equipos complejos y ahora basta con un smartphone. Cada vez los re-
querimientos son menores y por tanto se puede usar tanto en clases tradicionales como
fuera de clase. Pese a ello el uso de ciertas tecnologías AR puede resultar incomodo, ya
sea porque se debe cargar con un portátil, un móvil o una tablet y se tiene al menos
una mano ocupada, por lo que el empleo de visores montados en la cabeza, tipo goo-
gle glasses, lentillas u otros wereables podrían suponer una ventaja en el futuro para
emplear muchas de las actividades de realidad aumentada.(Antonioli, 2014)(18)
Es muy posible que mientras hoy en día no se recomienda traer el móvil a los estu-
diantes pronto se les animará a ello , ya que ello permitirá ofrecer instrucción empleando
AR. (Dunleavy, 2009)(19). De hecho en los últimos años diversas universidades punteras
han comenzado a explotar nuevos métodos de visualización, con objeto de enriquecer
14
2.1 La Realidad Aumentada
los actuales programas educativos, alzándose la Realidad Aumentada (RA) como una
tecnología prometedora. (De Pedro Carracedo, 2012)(2)
Dado que el mayor uso en la actualidad de la realidad aumentada es ya con disposi-
tivos móviles, al unirlo a educación se está hablando de m-learning y los beneficios que
se obtienen del m-learning son muchos, siendo uno de ellos el hecho de que nos permitirá
el acceso a toda la información estés donde estés, y en cualquier momento. Uno de los
mayores beneficios del mobile-learning es la capacidad para llegar a cualquier lugar, a
lugares remotos, sin escuelas. (Ally, 2009)(20)
Los últimos avances en tecnología han supuesto también un cambio importante
en educación. Pizarras, libros de texto, y enciclopedias han pasado a ser sustituidos
por pizarras digitales, ordenadores, proyectores de video, ordenadores portátiles con
conexión a internet. La reacción de los docentes a estos cambios ha sido desigual. De
hecho según el informe TICSE 2.0 (Segura et al., 2012)(21) los materiales didácticos
tradicionales siguen siendo los más empleados.
Sin embargo, pese a esto, existen muchos ejemplos de docentes que han explorado
nuevos caminos.
Ejemplos de Pedagogías destacadas que surgen alrededor el uso de las TIC en edu-
cación son:
-Cursos masivos abiertos online (MOOCs)
-Flipped classroom
Según Segura y Castañeda (2010)(21) una de estas nuevas pedagogías es el Perso-
nal Learning Environment (PLE), idea pedagógica que muestra una nueva manera de
aprender, valiéndose de las tecnologías. Características que poseen las nuevas pedagogías
emergentes son:
- Van más allá de la simple adquisición de conocimientos, ya que pretenden ofrecer
oportunidades para que se den cambios significativos.
- Se basan en teorías pedagógicas clásicas combinadas con ideas más modernas.
- Superan los limites físicos y organizativos de la clásica aula.
- Abundan los proyectos colaborativos, y abiertos a la participación.
- Potencian conocimientos, actitudes y habilidades relacionadas con ”aprender a
aprender"
- Estimulan el compromiso emocional convirtiendo las actividades en experiencias
significativas.
15
2. ESTADO DEL ARTE
- Los docentes asumen riesgos, y planifican actividades creativas, divergentes y abier-
tas.
La R.A, como parte de estas nuevas tecnologías emergentes, combinada con dis-
positivos móviles constituye una potente herramienta que puede facilitar y apoyar el
aprendizaje basado en el descubrimiento y aquellas que aportan información sobre ubi-
caciones físicas concretas posibilitan aprender fuera del aula.
Se puede ver el rápido incremento en la implantación de la R.A., siendo en los últi-
mos años donde más aplicaciones han surgido gracias a los avances en el campo, también
a la democratización de smartphones, y en los últimos años, también al aumento de su
tamaño y capacidad, con lo que la mayoría de la población tiene a su alcance todo tipo
de tecnologías en cualquier momento, no dependiendo de un sitio fijo, por lo que el paso
al aula es inevitable..
2.2. Habilidades Espaciales
¿Que es la inteligencia?
Como resultado de muchas opiniones y de la evolución del concepto actualmente
se entiende como una capacidad, aptitud o potencialidad (naturaleza), que tiene como
finalidad la adaptación al medio (función) y que está localizada en el cerebro (ubicación)
(Pueyo, 1997)(22)
Los estudios de la inteligencia han ocupado a numerosos psicólogos a través de los
tiempos. A continuación vemos una muestra de los más significativos.
J. McKeen Cattell, A. Binet y W. Stern, junto a Ch. Spearman fueron cuatro psicó-
logos que compartieron un mismo objetivo, que era el de conocer al individuo a través
de la medición de sus características o atributos mentales. Fue gracias a estos autores
que comenzaron a aparecer los test que miden la inteligencia.
J. M. Catell en 1890 comenzó a formular el termino "Test mental", e introdujo en
Estados Unidos las técnicas de medición y la estadística. Después de años de inves-
tigación y de desarrollo de su trabajo, dos discípulos suyos encontraron correlaciones
no-significativas entre sus tests y el rendimiento académico, con lo que sus tests cayeron
en desgracia.
16
2.2 Habilidades Espaciales
Debido a ello se introdujeron en EEUU los tests diseñados por Binet, cuya aportación
fue definitiva en la historia ya que, a partir de entonces, se impuso un modelo de tests
que marcó el estilo de los tests de capacidades durante el siglo XX. Este psicólogo francés
dejo una aportación vital en la historia de la Psicología: la medida de la Inteligencia.
Cuando en 1896 el estado francés le encargó un trabajo para seleccionar que escolares
podían o no seguir la escolarización normal en base a sus capacidades, él se propuso la
creación de un sistema de medida y clasificación de los niños en base a su capacidad
intelectual. Y de ahí surgieron los tests de inteligencia de Binet.
C. Burt (1883-1971), psicólogo discípulo de Spearman trabajo en el desarrollo y
mejoras de las técnicas del Análisis Factorial y su aplicación al estudio de la inteligencia.
En 1949 publica su modelo, que se puede ver en la figura 5, en el cual reconoce 18 factores
situados en diferentes niveles por debajo del factor de inteligencia general "g"
Inte. General
Relación
Asociación
Percepción
Sensación
I
R1 R2
M1 M2 H1 H2
P1 P2 P3 P4 C1 C2 C3 C4
s1 m1 s2 m2 s3 m3 s4 m4 s5 m5 s6 m6 s7 m7 s8 m8
Figura 2.7: Modelo de Burt
P.E. Vernon (1905-1987) continuó los trabajos de Burt y presentó un modelo de
inteligencia representado por tres tipos de factores: un factor común (la "g"), unos
factores de grupo mayor (verbal-educativo y espacial-mecánico) y otros de grupo menor
referentes a habilidades o destrezas.
17
2. ESTADO DEL ARTE
g
V:ED K:MApt.
físicas
Aptitudes
CreativasApt.
Lecto/
Escritura Apt.
Matemàticas
Apt.
Espaciales
Int.
Mecánica
Apt.
Cientí co
Técnicas
f w v n i p
Figura 2.8: Modelo de Vernon
L.L. Thurstone (1887-1955) fue un reconocido psicólogo americano que presentó un
modelo de inteligencia enfrentado por el presentado por Spearman, ya que era un mo-
delo factorial, pero en el que los factores de grupo actúan de forma independiente. Esto
significaba que la puntuación que una persona obtenía en una prueba no tenia ninguna
relación con la que obtenía en otra prueba. El modelo de inteligencia que desarrolló en
1938 se conoce con el nombre de Aptitudes Mentales Primarias. Las aptitudes prima-
rias que se reconocen son siete : Comprensión verbal, Fluidez Verbal, Razonamiento
inductivo, Capacidad Numérica, Velocidad Perceptiva, Capacidad Espacial y Memoria.
La mejora de esas baterías de pruebas fue estimulada por la necesidad práctica sur-
gida durante la Segunda Guerra Mundial de seleccionar reclutas para puestos altamente
especializados.
R.B. Cattell presentó en 1941 en la Reunión Anual de la Asociación de Psicología
Americana una formula que se caracteriza por dividir la inteligencia general en dos
tipos: la inteligencia fluida y la cristalizada, y parte de analizar las matrices que van
emergiendo a través de tres niveles. Con base a estas suposiciones diseñó la Prueba de
Inteligencia Culturalmente Justa (Culture Fair Intelligence Test, CFIT) en un intento
por eliminar el sesgo cultural en las pruebas. Howard Gardner (1943,-) propuso una
teoría de las inteligencias múltiples con fundamento en el estudio de las relaciones entre
el cerebro y la conducta, y en base a ello sostiene que se han confirmado las siguientes
18
2.2 Habilidades Espaciales
siete inteligencias naturales :lingüística, lógico-matemática, espacial, musical, corporal-
cinestésica, interpersonal e intrapersonal.
R. Sternberg (1949,-) propone una teoría triárquica de la inteligencia con los siguien-
tes aspectos: inteligencia de componentes, inteligencia de experiencias e inteligencia
contextual.
En la actualidad, se considera que la mayoría de los modelos visto coinciden en
tratar las capacidades de forma más o menos agrupada (Andrés Pueyo, 1997)(22)
2.2.1. La capacidad Espacial.
Como podemos observar, la habilidad espacial es una capacidad que es aceptada por
distintos autores como un componente de la inteligencia. Se mide en numerosas prue-
bas , y que tiene repercusiones en casi todos los campos científicos y técnicos. Hay que
distinguir entre aptitud, habilidad y capacidad espacial. La aptitud seria el potencial
innato para visualizar, mientras que la habilidad puede ser adquirida a través del en-
trenamiento. Se puede disponer de manera innata en mayor o menor grado. Por último
la capacidad espacial supone la integración de aptitudes, habilidades y/o destrezas.
La definición no es única ya que pueden aparecer diferentes facetas, dependiendo
del enfoque, pero se puede entender como la habilidad de manipular mentalmente los
objetos y sus partes en un espacio bi y tridimensional, o desde la perspectiva de su
medición como la habilidad de realizar rotaciones y comparaciones de cubos (Relacio-
nes espaciales) y la habilidad de reconocer piezas tridimensionales mediante plegado y
desplegado de sus caras. (Saorín et al., 2009)(22)
Hay autores como Linn & Petersen que clasifican la capacidad espacial en tres ca-
tegorías: Percepción espacial, Visión Espacial y Rotación Espacial, sin embargo en los
último años gran cantidad de autores simplifican la clasificación usando sólo dos cate-
gorías, relaciones espaciales, y visión espacial.
2.2.2. La medición de Aptitudes.
Hay pruebas de aptitudes construidas para medir aptitudes específicas que pueden
ser de tipo cognoscitivo, vocacional, y de tipo musical o artístico.
Estas pruebas suelen estar compuestas por una batería de ellas, cada una de las
cuales mide únicamente una aptitud.
19
2. ESTADO DEL ARTE
DAT. Una de las más reconocidas son las Pruebas de Aptitud Diferencial (DAT),
desarrolladas en EEUU Bennett, Seashore y Wesman en 1947. Fueron diseñadas debido
a la necesidad de un instrumento que permitiera medir rigurosamente las aptitudes
múltiples de los alumnos de secundaria y preparatoria. Con los años se han ido revisando
y mejorando, y puede ser también aplicada en adultos.
La batería DAT se compone de 8 pruebas : Razonamiento Verbal, Habilidad Nu-
mérica, Razonamiento Abstracto, Velocidad y Exactitud Secretariates, Razonamiento
Mecánico, Relaciones Espaciales, Uso del Lenguaje y Ortografía. Aunque cada prueba
mide una habilidad específica, el agrupamiento de algunas de ellas puede proporcionar
información adicional. A continuación se describe la prueba de Relaciones Espaciales
que es la que nos ocupa:
Esta prueba tiene como objetivo medir la habilidad para manejar objetos concretos
a través de su visualización en un espacio tridimensional. Cada reactivo requiere el
examen de un patrón que al doblarse forma una figura y la identificación de ésta. Los
patrones son en general amplios y claros. Esta habilidad es necesaria en campos como:
arquitectura, diseño gráfico, diseño industrial, diseño de modas, diseño textil, artes,
decoración, odontología, medicina...y en trabajos especializados del tipo: carpintería,
fabricación de herramientas, etc.
La prueba puede ser administrada individualmente o en forma colectiva y tiene un
tiempo máximo para su ejecución, que en el caso de Relaciones Espaciales es de 25
minutos.
FACT. Pruebas para la Clasificación de Aptitudes, desarrolladas por Flanagan y
dieron continuidad a su proyecto de construcción de pruebas para las Fuerzas Aéreas
durante la 2a Guerra Mundial. Publicadas por primera vez en 1953 esta batería está
destinada fundamentalmente a la orientación vocacional y profesional y a la selección y
clasificación de personal.
La batería está compuesta de 14 pruebas, cada una destinada a medir una habilidad
específica : Inspección, Claves, Memoria, Precisión, Ensambles, Escalas, Coordinación,
Comprensión y discernimiento, Aritmética, Modelos, Componentes, Tablas, Compren-
sión Mecánica, y Expresión Idiomática.
Las pruebas pueden ser administradas en forma individual y colectiva. Pueden ser
utilizadas con adolescentes y adultos.
Cada prueba requiere un tiempo de administración diferente.
20
2.3 Trabajos de RA para desarrollo de Capacidad Espacial
Eliot y Smith (1983) han llegado a recopilar más de 200 tests diferentes , y el grupo
DEHAES destaca especialmente dos instrumentos que han empleado ampliamente : el
Test de Rotación Mental (MRT), para medir el factor de Relaciones Espaciales, y el Test
Relaciones Espaciales dentro de la bateria de Test de Aptitudes Diferenciales (DAT),
creado por Bennet y Wesman en 1947.
RELACIONESESPACIALES
VISIÓN ESPACIAL
CAPACIDADESPACIAL
Habilidad de realizarrotaciones y comparaciones de
cubos bidimensionales y tridimensionades
Habilidad de manipularinformación visual complejacuando para producir una
solución correcta se necesitanvarias etapas
Habilidad de manipularmentalmente los objetos y partes en un espaciobidimensional y tridimensional
MED
IDA
SU
B C
OM
PO
NEN
TES
Mental Rotation Test(MRT)
Differential Attitude Test:Relaciones Espaciales (DAT-SR)
Figura 2.9: Modelo Eliot y Smith
2.3. Trabajos de RA para desarrollo de Capacidad Espacial
En 2010 la Universidad de la Laguna creó del Grupo de Investigación DEHAES, cuyo
objetivo es la investigación sobre habilidades espaciales. Han desarrollado herramien-
tas basadas en tecnologías como Realidad Aumentada, impresoras 3D, Gamificación,
Dispositivos móviles... en colaboración con la Universidad Politécnica de Valencia.
Con la creación de la web http://www.anfore3d.com/ ofrecen un recurso didáctico
multiplataforma y multiformato para facilitar el aprendizaje de conceptos asociados a
la capacidad espacial.
Se ha diseñado un material que pueda ser escalable en dificultad, complejidad y en
tiempo de ejecución.
21
2. ESTADO DEL ARTE
El taller se estructura en dos fases como se ve en la figura 2.10, partiendo de la idea
de que cualquier objeto real puede representarse de forma objetiva y que cualquier re-
presentación objetiva puede hacerse corresponder con un único objeto real. El recorrido
conceptual parte de datos más ”reales"
FASE PRÁCTICAS/NIVEL LOGO DESCRIPCIÓN
PRÁCTICA 1.1
PRÁCTICA 1.2
PRÁCTICA 2.1
NIVEL A
NIVEL C
NIVEL B
NIVEL A
NIVEL B
NIVEL C
Crear
modelos 3D a
partir de las
vistas
normalizadas
de �guras
Crearmodelos 3D a partir de piezas de
aluminio/realidad aumentada.
24 �guras inscritas en una rejilla de
5x5x5 que además incluyen caras
curvas.
24 �guras inscritas en una rejilla de
4x4x4 que además incluyen caras
inclinadas
24 �guras inscritas en una rejilla de
3x3x3 con sus caras paralelas a los
planos coordenados
24 �guras inscritas en una rejilla de
4x4xx4 que además incluyen caras
inclinadas
24 �guras inscritas en una rejilla de
3x3x3 con sus caras paralelas a los
planos coordenados
24 �guras inscritas en una rejilla de
5x5x5 que además incluyen caras
curvas.
Crear
modelos 3D a
partir de
perspectivas
isométricas
de �guras
FA
SE
DE
IN
ICIA
CIÓ
NF
AS
E D
E P
ER
FE
CC
ION
AM
IEN
TO
RÁCTICA
A 2.1
A 1.2A 1.2
PR
PRPR
Figura 2.10: Taller Anfore3D
La fase de iniciación incluye una primera parte, la práctica 1.1 en la que a partir de
6 modelos hechos con Realidad aumentada hay que realizar las perspectivas isométricas
y las vistas de las piezas.
Las actividades de fase iniciación se realizan partiendo de una vista isométrica para
realizar las vistas en papel o en 3D con sketchup. Las de nivel A son piezas con caras
paralelas a los planos de proyección, las de nivel B incluyen planos inclinados, y las de
nivel C incluyen caras cilíndricas.
Por último las actividades de la fase de perfeccionamiento se realizan a partir de
22
2.3 Trabajos de RA para desarrollo de Capacidad Espacial
tres vistas de una pieza, para realizar la perspectiva isométrica, bien en papel o bien
empleando el programa Sketchup. Las piezas van incrementando su dificultad de la
misma forma que en el nivel de iniciación, primero con las caras paralelas, en segundo
lugar piezas con caras oblicuas y finalmente con caras cilíndricas.
Por lo tanto, como se puede apreciar, ya hay estudios muy cercanos al propósito de
este trabajo. Son estos una importante base de partida para elaborar nuevos materiales
y emplear estos como base inicial. Aunque son apropiados para comenzar el trabajo, sin
embargo al menos en la web, solo están colgados unos pocos modelos 3D manipulables,
por lo que el empleo de este material es limitado.
23
2. ESTADO DEL ARTE
24
3
Uso del modelado 3D y de laRealidad Aumentada paraincrementar las habilidadesespaciales
3.1. Introducción
Uno de los problemas que detectamos es la desigualdad en cuanto a la capacidad
espacial, al haber una parte del alumnado que ya la ha trabajado para incrementar esta
habilidad en diferentes materias en la ESO y el Bachillerato, y otros no.
Los motivos de esta desigualdad y que unos la han trabajado más que otros son: que
no es requisito de acceso en el grado de diseño haber cursado determinadas materias,
y que las materias que trabajan la capacidad espacial son optativas en la enseñanza
obligatoria y bachillerato.
Diferentes estudios muestran que las habilidades espaciales se pueden mejorar con
el empleo de SketchUp, obteniendo muy buenos resultados, como muestra Martín Dor-
ta(2009) (23) en su tesis, o con RA como vemos en la tesis de Martín Guitierrez(2010)
(24), que realizó un curso de desarrollo de habilidades espaciales basado en tecnología
de Realidad Aumentada , y que en su análisis de resultados nos muestra que respecto
a un grupo de control hay una mejora significativa.
25
3. USO DEL MODELADO 3D Y DE LA REALIDAD AUMENTADAPARA INCREMENTAR LAS HABILIDADES ESPACIALES
3.1.1. Participantes
Para mejorar ésta capacidad en el alumnado proponemos una serie de actividades
para realizar con un grupo de 1o de diseño. Se realizaron las actividades con un grupo,
y paralelamente con otro grupo se realizaron las actividades estándar que se vienen
realizando desde hace años, con el objetivo de analizar las diferencias.
3.1.2. Hardware y software
Se emplearon ordenadores y smartphones personales por lo que cada uno de ellos
tenia unas características y unas deficiencias personales individuales, tales como falta
de capacidad, diferentes interfaces de usuario,...
3.1.3. Pre-test y Post-test
DIAGNOSIS: Para identificar correctamente el problema, y posteriormente poder
analizar si se han conseguido los objetivos deseados. Se propone realizar un cuestionario,
en el que se comenzará por unas preguntas de carácter general, sexo y edad , ya que a
partir de estos resultados se podrá estudiar si hay alguna correlación entre la capacidad
espacial inicial, la capacidad espacial posterior a las actividades, y estos parámetros.
Maeda (2012)(25)observa en su estudio una mayor habilidad espacial en el caso del
género masculino, con lo que tras analizar el cuestionario podremos corroborar o no
estas afirmaciones. El cuestionario figura en el Anexo I.
A continuación se pasarían una batería de tests para conducentes a determinar su
capacidad espacial en el momento de comenzar la experiencia.
Tanto Katsioloudis (2014) como Sorby (1999) apuntan 3 tipos de tests para evaluar
las habilidades espaciales,el Mental Cutting Test, el Differential Aptitude Test y el
Mental Rotation Test .
Se ha decidido emplear 2 de ellos ya que en los últimos años gran cantidad de auto-
res simplifican esta clasificación empleando solo dos categorías: Relaciones espaciales y
Visión Espacial (Martín, 2012)
El Mental Rotation Test que se va a emplear es el Purdue Spatial-Visualization
Test/Visualization of Rotations o PSVT/TR
26
3.1 Introducción
7 IS ROTATED TO
AS IS ROTATED TO
A B C D E
Figura 3.1: ejemplo de una de las piezas que se pueden ver en el Mental Rotation Test
Este test está diseñado para evaluar la habilidad de visualizar la rotación de objetos
tridimensionales, y la resolución de estos ítems no implica estrategias analíticas. Se
sitúa la habilidad de reconocer rotaciones dentro del factor orientación, que permite
identificar un objeto en diversas posiciones. En dicho test se muestra un objeto y su
correspondiente rotado, posteriormente se propone otro objeto con cinco opciones para
elegir cual de ellas corresponde al objeto mostrado. Las rotaciones pueden ser simples
o sobre más de un eje.
El otro test que se pasará será el Differential Aptitude test (DAT). La batería de test
de aptitudes diferenciales incluye las siguientes pruebas: Razonamiento Verbal, Cálculo,
Razonamiento Abstracto, Velocidad y precisión, Razonamiento Mecánico, Relaciones
Espaciales, Ortografía, Lenguaje. Fue creada por George K. Bennet y Alexander G.
Wesman en el año 1947.
El único test que se realizará dentro de la batería del DAT será el de Relaciones Es-
paciales ya que es el que trata el tema que estamos estudiando. El tiempo de realización
es de 25 minutos.
27
3. USO DEL MODELADO 3D Y DE LA REALIDAD AUMENTADAPARA INCREMENTAR LAS HABILIDADES ESPACIALES
BA C D E
Figura 3.2: ejemplo de una de las piezas que se pueden ver en el DAT Test
Posteriormente a la realización de la actividad se realizará la misma prueba para
analizar las diferencias de aprendizaje en el grupo control y en el grupo que han hecho
las actividades de realidad aumentada.
También se pasará un cuestionario tipo encuesta de satisfacción para conocer las
opiniones e intereses de los participantes respecto a la actividad. Se empleará una escala
de Likert de cinco puntos (1=Totalmente en desacuerdo, 2= En desacuerdo, 3=No sabe/
No contesta, 4= De acuerdo, 5 = Totalmente de acuerdo). El cuestionario figura en el
Anexo II.
3.1.4. Proceso de las Actividades
A continuación se muestra un esquema de la planificación de las actividades a rea-
lizar.
28
3.1 Introducción
Cuadro 3.1: Actividades del grupo RA
Fase Sesión Actividad Descripción
0 Ses. 1Encuesta inicialy pre-test
Se pasará primero la encuesta inicial paraposteriormente pasar los MRT y DAT tests
2h
1
Ses. 2 Inicio SketchupExplicación del programa sKetchup.Comandos básicos.
2h
Ses. 3 ModeladoModelado 3D con sKetchup de la piezadada a cada alumno. Piezas dadas a partirde vistas.
2h
Ses. 4Modelado ysubida a la web
Se continua trabajando con piezas que se vansubiendo a la web.Se realizan un total de 5piezas de dificultad creciente.
2h
Ses. 5Obtención devistas
A partir de las figuras de RA dibujar las tresvistas principales. Realizar la actividad conal menos 5 piezas.
2h
Ses. 6Elección de figuraa partir de vistas
A partir de las vistas en papel localizar lafigura de RA que representa. Realizar laactividad con al menos 10 piezas.
2h
2 Ses. 7 Pieza complejaA partir de una pieza metálica MADITECrealizar el 3D y subirlo al programa de RApara compartirlo.
2h
3 Ses. 8Cuestionario ypost-test
Se pasarán los MRT y DAT Test, para,acto seguido, pasar los cuestionarios desatisfacción.
2h
29
3. USO DEL MODELADO 3D Y DE LA REALIDAD AUMENTADAPARA INCREMENTAR LAS HABILIDADES ESPACIALES
Cuadro 3.2: Actividades del grupo de Control
Fase Sesión Actividad Descripción
0 Ses. 1Encuesta inicialy pre-test
Se pasará primero la encuesta inicial paraposteriormente pasar los MRT y DAT tests
2h
1
Ses. 2 VistasRealización de ejercicios de vistas a partirde piezas dibujadas en isométrica. Incremen-tando la dificultad.
2h
Ses. 3 VistasRealización de vistas de las piezas MADITECen papel. Varias piezas.
2h
Ses. 4Elección de figuraa partir de vistas
Juego en clase de identificación de piezas enbase a las vistas hechas por los compañeros(Piezas MADITEC)
2h
Ses. 5Obtención devistas
Realización en autocad de las piezas realiza-das previamente en papel.
2h
Ses. 6Obtención devistas
Continuan realizando las piezas y se leañaden acotaciónes.
2h
2 Ses. 7 Pieza complejaNuevas vistas de piezas, a partir de piezas delentorno.
2h
3 Ses. 8Cuestionario ypost-test
Se pasarán los MRT y DAT Test, para,acto seguido, pasar los cuestionarios desatisfacción.
2h
30
4
Análisis y discusión de resultados
Tras pasar la encuesta inicial pasamos a analizar las características del grupo que
realiza la experiencia. Primero se advierte que es un grupo con asistencia muy irregular,
lo que ocasiona que no sean el mismo número de alumnos el día de la encuesta inicial
que posteriormente al pasar los tests. Podemos ver que es un grupo mayoritariamente
femenino, y que hace uso del smartphone a diario. En cuanto al sistema operativo hay
un empate entre android y apple.
Figura 4.1: Gráfica de géneros
31
4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Figura 4.2: Gráfica uso de smartphones
Figura 4.3: Gráfica de sistemas operativos
El uso que se realiza de los smartphones es variado, dominando el campo de las
redes sociales. En cuanto a la información que poseían sobre la Realidad Aumentada y
su uso, era prácticamente desconocida para ellos. El interés que les supone la actividad
es variado, como se ve en el gráfico, un 50% tiene mucho interes y el otro 50% muestra
absoluta indiferencia.
Figura 4.4: Gráfica de motivación
El siguiente paso fue la realización de los tests para contrastar el nivel inicial con
los resultados una vez realizadas las diferentes actividades. Podemos ver en la figura
32
4.5 los resultados del grupo de control con unos resultados globales del 66%, habiendo
obtenido considerablemente mejores resultados en el Purdue test (73%) que en el DAT
tests.
Figura 4.5: Resultados grupo control
Sin embargo podemos observar en el grupo de RA unos resultados similares, aunque
ligeramente más bajos tanto en el Purdue como en el DAT Test, teniendo unos resultados
globales del 62%.
Figura 4.6: Resultados grupo RA
Se realiza la prueba T-student para dos muestras de varianzas desiguales para de-
33
4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
terminar la hipótesis. Con nuestros datos nos formulamos la siguiente hipótesis: ¿Los
alumnos del grupo de control tienen la misma capacidad espacial que los alumnos que
realizaron las actividades de Realidad Aumentada? A través de la observación de 2 va-
riables que nos proporcionan los datos de los resultados obtenidos en la prueba Purdue
y el DAT Test tenemos:
Variable 1: Grupo Control
Variable 2: Grupo que realizó actividades RA.
Cuadro 4.1: DAT 1a vez
Grupo RA Grupo ControlMedia 51,71428571 67,6Varianza 217,5714286 31,3Observaciones 7 5Diferencia hipotética de las medias 0Grados de libertad 8Estadístico t -2,599621356P(T<=t) una cola 0,015818212Valor crítico de t (una cola) 1,859548038P(T<=t) dos colas 0,031636423Valor crítico de t (dos colas) 2,306004135
Claramente se muestra la media y la varianza de ambas variables donde nos pro-
porcionan soluciones a la hipótesis dada, en la cual ocupamos 8 grados de libertad y un
5% de significación con un t Estadístico de -2,599621356 y con un 95% de confianza,
por consiguiente nos refleja que H0 cae en una zona de confianza, es decir rechazamos
la hipótesis nula.
P ≥ aceptamosHo
P ≤ rechazamosHo 0, 031636423 ≤ 0, 05
Sin embargo al pasar el Purdue Test el resultado es contrario a este.
34
Cuadro 4.2: Purdue 1a vez
Grupo RA Grupo ControlMedia 58,42857143 72,66666667Varianza 373,952381 194,6666667Observaciones 7 6Diferencia hipotética de las medias 0Grados de libertad 11Estadístico t -1,536528919P(T<=t) una cola 0,076329515Valor crítico de t (una cola) 1,795884819P(T<=t) dos colas 0,15265903Valor crítico de t (dos colas) 2,20098516
P ≥ aceptamosHo 0, 15265903 ≥ 0, 05
P ≤ rechazamosHo Dado que una de las pruebas rechaza la hipótesis nula, tenemos
que los alumnos del grupo de control y los del grupo que realizó las actividades de RA
no tenían la misma capacidad espacial inicial.
De lo anterior confirmamos la hipótesis alternativa: Los alumnos del grupo de con-
trol (grupo diseño interiores y gráfico) tienen mejor capacidad espacial inicial que los
alumnos que hicieron las actividades de Realidad Aumentada (grupo diseño de producto
y moda)?
La segunda hipótesis que se plantea es :¿Ha habido una mejoría significativa en la
capacidad espacial en el grupo de control ? Se realiza la Prueba F para varianzas de dos
muestras para determinar la hipótesis. A través de la observación de 2 variables que nos
proporcionan los datos de los resultados obtenidos en la prueba Purdue y el DAT Test
tenemos:
El grupo de control obtiene los siguientes resultados:
35
4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Cuadro 4.3: Prueba F DAT grupo control
DAT GC 1 DAT GC 2Media 72,66666667 80Varianza 194,6666667 119,2Observaciones 6 6Grados de libertad 5 5F 1,63310962P(F<=f) una cola 0,301754691Valor crítico para F (una cola) 5,050329058
Cuadro 4.4: Prueba F Purdue grupo control
PURDUE GC 1 PURDUE GC 1Media 67,6 70,6Varianza 31,3 51,8Observaciones 5 5Grados de libertad 4 4F 0,604247104P(F<=f) una cola 0,318735122Valor crítico para F (una cola) 0,156537812
P ≥ aceptamosHo ya que tanto en el DAT test como en el PURDUE se observa
que P es mayor que 0,05 0, 301754691 ≥ 0, 05 0, 318735122 ≥ 0, 05
P ≤ rechazamosHo
Se acepta la hipótesis nula, por lo tanto no ha habido mejoría significativa en el
grupo de control en cuanto a capacidad espacial.
Grupo RA
36
Cuadro 4.5: Prueba F DAT grupo RA
DAT RA 1 DAT RA 1Media 51,71428571 54,85714286Varianza 217,5714286 104,4761905Observaciones 7 7Grados de libertad 6 6F 2,082497721P(F<=f) una cola 0,196839305Valor crítico para F (una cola) 4,283865714
Cuadro 4.6: Prueba F Purdue grupo RA
PURDUE RA 1 PURDUE RA 2Media 58,42857143 64,28571429Varianza 373,952381 234,5714286Observaciones 7 7Grados de libertad 6 6F 1,594194072P(F<=f) una cola 0,292659924Valor crítico para F (una cola) 4,283865714
P ≥ aceptamosHo ya que tanto en el DAT test como en el PURDUE se observa
que P es mayor que 0,05 0, 196839305 ≥ 0, 05 0, 292659924 ≥ 0, 05
P ≤ rechazamosHo
Se acepta la hipótesis nula, por lo tanto no ha habido mejoría significativa ni en el
grupo de control ni en el grupo que realizó las actividades de Realidad Aumentada en
cuanto a capacidad espacial.
Aunque las medias de ambos test han mejorado, ya que se ha pasado de un 51,71 a un
54,85 en el DAT test , y de un 58,42 a un 64,28 en el PURDUE al hacer una comparativa
de todos los datos analizados se considera que no ha habido mejoría significativa.
Uno de los problemas que se ha tenido en la realización de los test y posiblemente
en el resultado obtenido ha sido el bajo número de observaciones, 7. Respecto al cues-
tionario final de satisfacción se puede ver que la actividad no ha resultado complicada
para el 71% del alumnado, resulta interesante disponer de este recurso para el 85%, y
37
4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
el 42% consideran estas actividades un buen sistema de aprendizaje para tareas de edu-
cación a distancia, sin considerar fundamental la asistencia del profesor en el momento
de realizar la actividad.
Figura 4.7: gráfica resultados encuesta 1
38
Completamente en desacuerdo: 1 1 14.3%
2 0 0%
3 4 57.1%
4 2 28.6%
Completamente de acuerdo: 5 0 0%
Es importante poder disponer de estos materiales en cualquier
momento
1 2 3 4 5
0
1
2
3
4
Figura 4.8: gráfica resultados encuesta 2
39
4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Figura 4.9: gráfica resultados encuesta 3
Las propuestas que surgen después de la realización de estas experiencias son varias.
Una de ellas seria repetir la experiencia obteniendo un mayor número de muestras y
tratar de hacer el experimento con grupos más homogéneos.
Otra, determinar mediante una repetición de pruebas si existe una diferencia sis-
temática en la capacidad de representación espacial entre el alumnado que escoge un
específico grado de diseño, ya que por la muestra tomada en este trabajo vemos una
diferencia entre ambos grupos, pero son grupos en los que están mezcladas dos es-
pecialidades, y al ser grupos tan reducidos reducirlos más para obtener las diferentes
capacidades por especialidades sería poco fiable.
Por último se planificaran diferentes trabajos para la mejora de la capacidad espacial
en otros momentos del curso, previsiblemente al comienzo de este, para partir de la
capacidad inicial, y también porque según avanza el curso, y como más cerca estemos
del final mayor grado de abandono hay, también la asistencia está muy mermada, con
lo que obtendríamos un mayor número de muestras.
40
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42
ANEXOS
43
45
A.
Anexo A
A.1. Encuesta inicial previa a la realización de la actividadcon RA
Encuesta inicial previa a la realizaciónde la actividad con RAEl profesorado de la asignatura, con la voluntad de mejorar de forma continua, le agradecería que rellenase la siguiente encuesta de conocimientos iniciales sobre la asignatura que se dispone a cursar, ya que su opinión es la herramienta más valiosa de cuantas disponemos para conseguir nuestro objetivo de mejora. Gracias por su colaboración..*Obligatorio
Información BásicaIndica tu sexo
MasculinoFemenino
Indica tu edad *
Uso de las tecnologías¿Haces uso de un smartphone a diario?
sino
¿Que sistema operativo tienes?IOSAndroidOtro:
Aplicaciones del smartphone que utilizas1. Poco 2. Rara vez 3. De vez encuando 4. A menudo 5.Diariamente
Agenda,calendario
MascFemenMascFemen
¿Hacessinosino
¿Que sIOSAndOt
IOSAnd
Figura A.1
46
A.1 Encuesta inicial previa a la realización de la actividad con RA
1. Poco 2. Rara vez 3. De vez encuando 4. A menudo 5.DiariamenteAplicaciones deedición deimagenes, devideosRedes sociales,whatsapp,facebook,twitter...Aplicaciones paraleer prensa,revistas, libros...Aplicaciones derealidadaumentada, tipoLayar...
¿Que sabes de la Realidad Aumentada? Explica algún ejemplo de uso de estatecnología.
¿Te parece interesante una propuesta de actividad que incluya la Realidad Aumentadacomo herramienta?sinoIndiferente
Capacidad Espacial¿Te parece interesante una propuesta de actividad que incluya la Realidad Aumentadacomo herramienta?
sinoIndiferente
100%: has terminado.
como hsisinoIndnoInd
sinosinoIndnoInd
Enviar
Nunca envíes contraseñas a través de Formularios de Google.
Figura A.2
47
A.
48
A.2 Encuesta de satisfacción de la realización de la actividad con RA
A.2. Encuesta de satisfacción de la realización de la acti-vidad con RA
Encuesta de satisfacción actividad RAEl profesorado de la asignatura, con la voluntad de mejorar de forma continua, le agradecería que rellenase la siguiente encuesta de conocimientos iniciales sobre la asignatura que se dispone a cursar, ya que su opinión es la herramienta más valiosa de cuantas disponemos para conseguir nuestro objetivo de mejora. Gracias por su colaboración.1= Totalmente en desacuerdo, 2= En desacuerdo, 3= No sabe/ No contesta, 4= De acuerdo, 5= Totalmente de acuerdo
La estructuración de las actividades es adecuada1 2 3 4 5
Completamente en desacuerdodo Completamente de acuerdo
Me he sentido capaz de resolver los ejercicios1 2 3 4 5
Completamente en desacuerdodo Completamente de acuerdo
La actividad me ha sido útil1 2 3 4 5
Completamente en desacuerdodo Completamente de acuerdo
Agradezco disponer de este material/recurso basado en RA para mejorar la capacidadespacial1 2 3 4 5
Completamente en desacuerdodo Completamente de acuerdo
Es importante poder disponer de estos materiales en cualquier momento1 2 3 4 5
Completamente en desacuerdodo Completamente de acuerdo
Figura A.349
A.
Si tuviera que elegir entre distintos formatos para realizar una actividad de este tipo.¿Cuál preferirias?lápiz y papelordenadordispositivos móviles (móvil, tablet...)
La utilización de Realidad Aumentada con dispositivos móviles es un buen sistema deaprendizaje para la realización de tareas a distancia1 2 3 4 5
Completamente en desacuerdodo Completamente de acuerdo
La asistencia del profesor me parece fundamental para la realización de la actividad1 2 3 4 5
Completamente en desacuerdodo Completamente de acuerdo
Este curso me parece altamente recomendable1 2 3 4 5
Completamente en desacuerdodo Completamente de acuerdo
Elije tu grado de satisfacción general del curso1 2 3 4 5
Completamente en desacuerdodo Completamente de acuerdo
Aqui puedes poner cualquier comentario que quieras para mejorar el funcionamientode la actividad.
¿Cuálápiorlápiordispordisp
Figura A.450
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