Hoy en día se habla mucho del sistema de enseñanza tradicional, el cual se ha catalogado de racionalista, formal y conductista [1], donde el tiempo independiente del estudiante no tiene un apropiado manejo tanto en cantidad como en calidad de tiempo.

Asimismo, y pese al estado tecnológico actual, algunos estudiantes no poseen las competencias mínimas digitales informáticas, pues se asume que manejan las tecnologías de la información y la comunicación (TIC); pero no de una manera que apoye sus procesos de aprendizaje [2].

Además, a pesar de la revolución tecnológica en el campo educativo, la enseñanza de la informática en los programas profesionales sigue inmersa en el sistema de enseñanza tradicional, solo con la diferencia que se efectúa en una sala de informática con herramientas computacionales quizá de última generación; pero con todos los problemas y vicios de una educación instrumentalista y transmisionista en la que el estudiante sigue siendo un elemento pasivo y al mismo tiempo recepcionista [3].

Por otro lado, se puede considerar un proceso constructivista, en el cual los estudiantes asumen el control de su propio aprendizaje, a través de la interacción con los mundos reales y virtuales. De esta manera, el aprendizaje tiene lugar cuando el estudiante es capaz de construir modelos consistentes con lo que él ya sabe y con el nuevo contenido que va a aprender [4].

Por ello, en este estudio se diseñó una estrategia de aprendizaje basada en entornos no inmersivos 3D para acompañar al estudiante en su tiempo independiente, utilizando tecnologías emergentes que incorporan múltiples recursos interactivos con escenarios propicios para capturar su atención y dirigirla a la adquisición de conocimiento. Para esto, dicha estrategia se implementó y validó en un curso de informática con estudiantes del programa de Administración de Empresas de la Institución Universitaria CESMAG (Colombia).

El presente artículo se encuentra estructurado en seis partes: elementos del problema y generalidades del proceso investigativo; importancia de los entornos 3D en el campo educativo, donde se hace una conceptualización y síntesis del alcance de la aplicación de los modelos inmersivos en la educación; fundamento conceptual, donde se describen las definiciones clave de las principales teorías que enmarcaron el estudio; metodología, que describe las etapas utilizadas en el desarrollo de la investigación; resultados, que evidencian la metodología de investigación planteada con los resultados conseguidos en el grupo de control y experimental, y, finalmente, conclusiones y trabajos futuros, que evidencian los hallazgos obtenidos y los próximos estudios derivados.

En la actualidad, las TIC tienen un papel importante en los procesos de aprendizaje centrados en los estudiantes, pues para las instituciones de educación uno de sus mayores intereses está en la creación de estrategias innovadoras que mejoren el proceso de aprendizaje, donde el estudiante sea partícipe activo de su propia formación académica.

Un caso particular del uso de estas tecnologías lo constituyen los entornos de aprendizaje 3D no inmersivos o también denominados mundos virtuales o metaversos o MMOL (Massively Multiuser Online Learning). Dadas sus características, pueden convertirse en una estrategia didáctica que permite explorar nuevas formas de enseñanza y de aprendizaje.

Los entornos virtuales de aprendizaje (EVA) se han convertido en una herramienta de interacción cotidiana en la vida universitaria y va logrando un papel primordial en la práctica de enseñanza-aprendizaje [5].

Los mundos virtuales no son nuevos, pero su relación con la academia sí lo es, y actualmente son los centros de educación superior los que han tomado la iniciativa en este concepto inmersivo.

La participación de las universidades en los mundos virtuales está más relacionada con la creación de metaversos para áreas artísticas, creativas y de diseño. A partir de 2001 se consolidaron mundos virtuales como Second Life, Kaneva, There, Moove, Cybertown y Active Worlds, y a partir de aquí es aún más notoria la incorporación de universidades de todo el mundo (norteamericanas, europeas y asiáticas, especialmente), para la apertura de campus y aulas virtuales 3D, integrando aplicaciones y herramientas de la internet textual y colaborativa [6].

Dichos entornos de aprendizaje 3D son espacios equipados con funcionalidades de red social y herramientas de colaboración en línea; por tal motivo, es posible pensarlos como plataformas para desarrollar actividades educativas. Para Girvan [7], el entorno 3D y la sensación de presencia que experimentan los usuarios hacen de esta tecnología una opción ideal para encuentros sincrónicos, como medio de comunicación grupal en interacciones, discusiones y en simulaciones para experimentar y construir.

Asimismo, Martínez [8] concibe que los mundos virtuales son un campo relacionado con la inteligencia artificial y que trata de la simulación de entornos que se denominan virtuales y en los que el hombre interactúa con la máquina de manera semejante a la vida real.

Asimismo, los entornos de aprendizaje 3D se presentan como una tecnología emergente que está penetrando fuertemente en nuestro sistema educativo, pues tienen aplicaciones que ya pueden utilizarse en los diferentes niveles de enseñanza [9].

Es importante establecer que la mención de los espacios tridimensionales en la educación no es reciente; existen trabajos de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts que han propuesto el uso de simuladores en 3D para el apoyo de procesos formativos [10], cuyos espacios son importantes y considerados elementos de interacción que facilitan la innovación y la experimentación en los roles de estudiantes y maestros.

Además, el concepto de mundo virtual se ha orientado hacia los procesos de enseñanza-aprendizaje que utilizan ambientes virtuales no inmersivos a través de un visor 3D y que pretenden servir de respaldo a los procesos pedagógicos en la incorporación de áreas de estudio puntuales en la educación, ya sea presencial, a distancia o virtual [3].

Autores como Berge [11] afirman que si bien es cierto que existen algunas opiniones críticas respecto a la posibilidad de lograr un aprendizaje efectivo en los mundos virtuales no inmersivos actuales, en ellos se valora su potencial en la educación, y son optimistas en cuanto a la evolución de estos mundos hacia un entorno que facilite la educación. La inclusión de las TIC -especialmente el empleo de ambientes no inmersivos 3D en el campo educativo- ha generado la búsqueda y la creación de estrategias pedagógicas innovadoras que permitan mejorar el proceso de aprendizaje, donde el estudiante sea partícipe de su formación académica, al propiciarse espacios de interacción dinámica y abierta.

Autores como Arredondo [12] afirman que los entornos virtuales 3D representan un escenario de formación donde se involucran procesos de enseñanza-aprendizaje en el cual se utilizan herramientas como Opensimulator, que ofrece ventajas de intercambio de ideas de manera abierta y responsable de los participantes que integran las actividades de aprendizaje propuestas dentro de estos espacios 3D, si se tiene en cuenta que en el ámbito educativo la participación activa y permanente de los estudiantes permite la creación de ideas y la construcción de procesos de aprendizaje significativos.

De acuerdo con la relevancia que hoy en día tiene la introducción de los mundos virtuales en los procesos de aprendizaje en aspectos tan importantes como el cambio de entornos de aprendizaje, Quinche y González [13] afirman que han llevado a los estudiantes a ser más receptivos en los conceptos analizados en clase presencial, se transforman los roles de docente a estudiante y aumenta de manera significativa la participación en un espacio que les permite el desplazamiento y uso de medios interactivos, donde la edad o su situación de limitaciones físicas de movilidad no son barreras dentro de los entornos virtuales 3D.

Además, los entornos de aprendizaje 3D son espacios de interacción, comunicación y simulación de diferentes actividades de aprendizaje con los beneficios que los mundos virtuales proveen a la educación presencial o a distancia. Este tipo de actividades refuerzan y solidifican los conocimientos del estudiante a partir del método Learning-by-Doing [14].

Asimismo, los mundos virtuales ofrecen también algunas ventajas, como la capacidad de comunicarse por escrito, a través del chat, o la comunicación con voz, a través de VoIP. Incluso, además de permitirle al usuario utilizar gestos para recrear expresiones, también es posible crear y publicar acontecimientos de la comunidad [15].

Una ventaja importante de los mundos virtuales es su capacidad de comercializar a través de e-commerce usando una moneda local, que es la que regula los intercambios económicos dentro del mundo virtual. En el mismo sentido, Piñeiro Otero [16] determinó que la utilización de mundos virtuales con fines educativos es una modalidad aceptada en todo el mundo, por sus amplias capacidades para potenciar el aprendizaje, entre ellas el desarrollo de actividades de forma amigable y más real, la colaboración en tiempo real o los juegos y competencias. Además, mediante la organización de eventos y actividades, se estimula a los alumnos a integrarse con el entorno de aprendizaje, a efectos de posibilitar la interacción y el aprender unos de otros, aprovechando la experimentación en tiempo real entre varias instituciones educativas, o la accesibilidad a contenidos por parte de toda clase de usuarios, lo que favorece la integración de usuarios con discapacidades físicas u otras. El metaverso, al ser un contenedor en línea de diversos contenidos, posibilita el desarrollo de ideas creativas e innovadoras, porque se obtiene una respuesta rápida por parte de los usuarios a los contenidos propuestos; expansión de posibilidades de captación de usuarios, y posibilidad de ofrecer contenidos educativos específicos según se requiera.

Para Arias [17], la teoría del aprendizaje postula que existe una relación entre el aprendizaje y el contexto, que se estructura sobre una base práctica; por ello, para que el aprendizaje sea efectivo, el aprendiz debe estar activamente envuelto en un diseño de instrucción real. Se le denomina aprendizaje, pues “lo que se sabe” se relaciona con las situaciones en las cuales se produjo o aprendió. Esta teoría tiene una connotación situacional, ya que los significados se reconstruyen cuando se utilizan en ciertas situaciones o cuando son similares a los contextos donde se les aplicó por primera vez. El concepto de MMOL se ha orientado hacia los procesos de enseñanza-aprendizaje que emplean ambientes virtuales no inmersivos a través de un visor 3D y que pretenden servir de respaldo a los procesos pedagógicos en la incorporación de áreas de estudio puntuales a la educación ya sea presencial, a distancia o virtual [3].

Actualmente, existe una gran variedad de herramientas destinadas a la construcción de modelos 3D que permiten crear entornos virtuales inmersivos; asimismo, existen algunas plataformas para la creación de mundos virtuales inmersivos, como Opensimulator (con licencia Gnu/Gpl), OSGrid y Second Life (de tipo propietario), mediante la conexión a servicios de red. L’Amoreaux [18] afirma que escuelas y universidades han creado comunidades en este metaverso, comprando tierras y construyendo campus y aulas de clase para orientar cursos, y con ello se han hecho a sus propias comunidades educativas en línea.

Los mundos virtuales 3D no inmersivos, aunque no son un relato de masas, están llamados a convertirse en uno de los principales paradigmas de interacción, culturales y sociales. Los estudiantes se benefician de su uso en diversos campos como el educativo [19].

Por ello, son amplias sus posibilidades en la transformación de los procesos de enseñanza-aprendizaje, si se llegan a superar convencionalismos escolares que permitan nuevas y diferentes experiencias de aprendizaje en entornos inmersivos [20].

A continuación, se presentan los elementos clave del fundamento conceptual utilizado en el presente estudio.

Martínez [21] define un mundo virtual como un entorno simulado representado en tres dimensiones, al que puede accederse a través de un equipo de cómputo. En dicho espacio, los usuarios interactúan en tiempo real entre sí, representándose a través de avatares. Las características principales de los mundos virtuales son: persistencia (la simulación del espacio permanece aun cuando el usuario ya no se encuentre interactuando en él), físico (el usuario interactúa a través de un avatar) e interactividad (estos espacios son accesibles a nivel remoto y de forma simultánea, lo que permite la interacción entre sus participantes).

Por su parte, Sommerville [22] afirma que la ingeniería de software es una disciplina que comprende todos los aspectos de la producción de software desde las etapas iniciales de la especificación del sistema hasta el mantenimiento después de que se utiliza.

Por otro lado, el término informática es el resultado de los términos información y automatización. Trata de la concepción, realización y utilización de los sistemas para procesamiento de información [23]. Se acuñó en Francia hace 40 años, con la intención de definir el conjunto de procedimientos, métodos, técnicas y otros aspectos científicos de diferentes áreas que se venían desarrollando, aplicando al tratamiento de la información el uso de las computadoras para resolver problemas económicos, sociales y políticos [24].

A su vez, la didáctica se define como la técnica que se emplea para manejar, de la manera más eficiente y sistemática, el proceso de enseñanza-aprendizaje [25]. Las estrategias didácticas contemplan las estrategias de aprendizaje y las estrategias de enseñanza, donde las primeras consisten en un procedimiento o conjunto de pasos o habilidades que un estudiante adquiere y emplea de forma intencional como instrumento flexible para aprender significativamente y solucionar problemas y demandas académicas. Por su parte, las estrategias de enseñanza son todas aquellas ayudas planteadas por el docente que se proporcionan al estudiante para facilitar un procesamiento más profundo de la información [26].

Asimismo, Galarza [27] define el tiempo independiente de un estudiante como un estilo de aprendizaje autodirigido que supone cierta autonomía de las personas que lo atraviesan. Además, el alumno, como gestor de su propio conocimiento, será quien regule el proceso de enseñanza-aprendizaje, y para que este sea efectivo es un requisito indispensable contar o desarrollar habilidades relacionadas con el estudio independiente [28].

Los EVA se pueden considerar un proceso constructivista, en el cual los estudiantes asumen el control de su propio aprendizaje a través de la interacción con los mundos real y virtual [29].

Finalmente, los EVA 3D nos brindan la posibilidad de tomar parte de experiencias educativas en las que prima la interacción y que se llevan a cabo en escenarios diferentes a los del aula presencial tradicional, donde el estudiante pone en acción sus conocimientos [30].

La investigación se desarrolló bajo el paradigma positivista, debido a que se orientó desde una visión nomotética de la investigación, con un enfoque cuantitativo, porque que se implementaron técnicas estadísticas que permitieron comprobar las hipótesis formuladas, mediante un método empírico analítico con su rigurosidad establecida y con un diseño de investigación basado en G₁ O₁ X O₂ y G₂ O₃-O₄, el cual contempló dos grupos de estudiantes: un grupo experimental (G₁), conformado por los estudiantes del curso de Informática Básica del programa de Administración de Empresas de la Institución Universitaria CESMAG (Colombia), correspondientes al segundo periodo académico del 2017 y a quienes se les aplicó una preprueba (O₁) con el propósito de determinar sus conocimientos previos. También a dicho grupo se le suministró el tratamiento experimental (X) que consistió en la propuesta metodológica basada en el entorno de aprendizaje 3D no inmersivo, para luego aplicarles una posprueba (O₂) con el propósito de determinar la incidencia del tratamiento.

Además, se contó con otro grupo de control (G₂), conformado por estudiantes del mismo programa e institución del grupo experimental, correspondientes al primer periodo académico del 2017, a quienes también se les evaluó con la misma preprueba (O₃), solo que no se le aplicó tratamiento experimental y, finalmente, se le realizó idéntica posprueba (O₄). Los datos obtenidos se analizaron con la técnica de análisis paramétrico mediante la distribución de probabilidad T de Student.

La propuesta pedagógica llevada a cabo en este estudio incluyó dos formatos: el microcurrículo (syllabus), el cual contempla la identificación del espacio académico (facultad, programa, modalidad, curso, nivel, área, componente, número de créditos, horas de trabajo con acompañamiento directo del profesor, horas de tiempo independiente por parte del estudiante), justificación, síntesis del curso, propósitos, identificación de competencias y sus elementos, competencias específicas (contenido analítico, conocimiento declarativo, conocimiento procedimental y competencia actitudinal).

El segundo formato corresponde a la ficha de desarrollo temático, que incluye la semana, el contenido analítico, las competencias que se van a desarrollar y las estrategias didácticas y de evaluación contempladas.

A su vez, el componente tecnológico de esta investigación consideró dos elementos: el primer elemento fue la construcción de un ambiente virtual de aprendizaje (AVA), en el que se diseñaron los contenidos, las actividades aprendizaje, las complementarias y las de evaluación, y el cual se implementó en el campus virtual de la institución configurado con el sistemas de gestión de aprendizaje (LMS) Moodle. El segundo elemento del componente tecnológico lo constituyó el entorno de aprendizaje no inmersivo para el curso de informática en el que se construyeron escenarios tridimensionales con objetos propicios para abordar cada elemento de competencia.

El AVA fue construido con la metodología Colossus [31], una propuesta metodológica que tiene en cuenta aspectos como el educativo y el ingenieril. La metodología contempla dos etapas: la primera corresponde a la etapa preliminar, en la cual se identifica el espacio académico que se requiere apoyar mediante el AVA, y la segunda etapa contempla su creación. La metodología se resume en la tabla 1, donde se destacan las etapas mencionadas, las fases, los ejes que se deben tener en cuenta y los documentos que están por diligenciar.

Tabla 1

T. 1

El grupo de control fue conformado por 19 estudiantes de cuarto semestre del programa de Administración de Empresas de la Institución Universitaria CESMAG de la jornada diurna, correspondientes al primer periodo académico del 2017 y el grupo experimental fue conformado por los 24 estudiantes del mismo semestre, programa profesional, institución y jornada correspondientes al segundo periodo académico del 2017. Inicialmente, se caracterizó tanto el grupo de control como el experimental, cuyos datos se muestran en la tabla 3.

Tabla 3

T. 3

Los altos niveles de interactividad presentados en el grupo experimental de estudiantes con el entorno de aprendizaje 3D generaron como resultado una mejora en su rendimiento académico frente al grupo control, porque así se fortalecen sus procesos de autoaprendizaje.

La mayor cantidad de respuestas correctas en la aplicación de la preprueba tanto en el grupo control como en el experimental se presentan en el módulo de terminología básica, lo cual es un indicador aceptable del manejo de conocimientos generales en el área de aplicación informática.

La mayor cantidad de respuestas correctas en la aplicación de la posprueba tanto en el grupo control como en el experimental se presentan en el módulo de aplicaciones en internet, lo que evidenció la preferencia de los estudiantes por este tipo de temáticas.

El análisis estadístico demostró la incidencia del tratamiento presentado en esta investigación en el grupo experimental frente al grupo control, estableciendo que al incorporar estrategias didácticas adecuadas en el tiempo independiente de los estudiantes, combinándolas en un entorno interactivo social de una manera apropiada, se obtienen resultados académicos que benefician a los estudiantes de manera directa.

Como trabajo futuro se pretende incorporar módulos de ofimática para manejo de procesador de texto, hoja de cálculo y presentador de ideas que le permitan al estudiante profundizar en su tiempo independiente en herramientas necesarias para la gestión automatizada de información.