ISSN: 3028-8819
Período: Enero – junio 2023
Vol. 2 / No. 1
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Uso de Realidad Virtual y Aumentada para mejorar la
comprensión de conceptos abstractos en matemáticas
Using Virtual and Augmented Reality to improve understanding
of abstract concepts in mathematics
Yolanda Moya Carrera
1
1
Instituto Superior Tecnológico de Turismo y Patrimonio Yavirac, Quito, Ecuador
ymoya@yavirac.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-5262-198X
Correspondencia: ymoya@yavirac.edu.ec
Recibido: 19/12/2022
Aceptado: 21/03/2023
Publicado: 12/04/2023
Resumen
El uso de realidad virtual (RV) y aumentada (RA) para mejorar la comprensión de
conceptos abstractos en matemáticas ha emergido como un área de investigación y
práctica educativa prometedora. Las investigaciones revisadas revelan consistentemente
que la integración de estas tecnologías en el aula no solo facilita la comprensión de
conceptos matemáticos abstractos, sino que también promueve la motivación y el
compromiso de los estudiantes con la materia. La RV y la RA ofrecen experiencias
educativas inmersivas y altamente interactivas que pueden ayudar a los estudiantes a
visualizar y manipular conceptos abstractos de una manera más tangible y significativa.
Además, estas tecnologías pueden contribuir al desarrollo de habilidades cognitivas y
socioemocionales, así como fomentar una mayor participación y colaboración entre los
estudiantes. Sin embargo, se identifican desafíos importantes, como la necesidad de una
infraestructura tecnológica adecuada, la capacitación del profesorado y la equidad en el
acceso a la tecnología, que deben abordarse para maximizar el potencial de la RV y la
RA en la enseñanza de las matemáticas. En resumen, el uso de la RV y la RA representa
una oportunidad emocionante para transformar la educación matemática, ofreciendo
experiencias de aprendizaje más dinámicas, significativas y efectivas para los estudiantes
en el siglo XXI.
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Palabras claves: Realidad virtual, realidad aumentada, matemáticas, aprendizaje,
comprensión de conceptos.
Abstract
The use of virtual reality (VR) and augmented (AR) to improve understanding of abstract
concepts in mathematics has emerged as a promising area of educational research and
practice. The revised research consistently reveals that the integration of these
technologies in the classroom not only facilitates the understanding of abstract
mathematical concepts, but also promotes students' motivation and commitment to the
subject. VR and AR offer immersive and highly interactive educational experiences that
can help students visualize and manipulate abstract concepts in a more tangible and
meaningful way. In addition, these technologies can contribute to the development of
cognitive and socio-emotional skills, as well as encourage greater participation and
collaboration among students. However, important challenges are identified, such as the
need for adequate technological infrastructure, teacher training and equity in access to
technology, that must be addressed to maximize the potential of VR and AR in
mathematics teaching. In short, the use of VR and AR represents an exciting opportunity
to transform math education, offering more dynamic, meaningful and effective learning
experiences for students in the 21st century.
Keywords: Virtual reality, augmented reality, math, learning, concept understanding.
Introducción
En la era contemporánea, el uso de tecnologías emergentes ha revolucionado la
educación, y en particular, el aprendizaje de disciplinas abstractas como las matemáticas.
En este contexto, la Realidad Virtual (RV) y la Realidad Aumentada (RA) emergen como
herramientas prometedoras para mejorar la comprensión de conceptos abstractos en
matemáticas. Según Naranjo et al. (2021), el desarrollo de un sistema de RA para la
enseñanza de matemáticas durante la pandemia de COVID-19 demuestra su efectividad
en la facilitación del aprendizaje remoto. Asimismo, Perico (2018) destaca el papel de la
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RA como mediación pedagógica en la enseñanza de matemáticas en facultades de
ingeniería, subrayando su potencial para hacer que los conceptos abstractos sean más
accesibles y tangibles.
La incidencia de la realidad aumentada en los procesos de aprendizaje de las funciones
matemáticas ha sido objeto de estudio por parte de Martínez et al. (2021), quienes
evidencian su impacto positivo en la comprensión y retención de dichos conceptos.
Guamani et al. (2023) también respaldan este argumento al enfocarse en el desarrollo
lógico matemático en el nivel inicial a través de la RA, resaltando su capacidad para
estimular el pensamiento crítico desde una edad temprana. Sousa et al. (2021), por otro
lado, exploran la utilidad de la realidad virtual como herramienta educativa en la
educación básica y profesional, ampliando así el espectro de aplicación de estas
tecnologías en el ámbito educativo.
Por otro lado, la investigación de Ovalle (2015) se centra en el diseño de una aplicación
que integra la realidad aumentada en los textos guía de matemáticas, proporcionando una
plataforma interactiva para la exploración de conceptos abstractos. Moya et al. (2023)
proponen estrategias y soluciones tecnológicas para mejorar la enseñanza y el aprendizaje
en niños y jóvenes, donde la realidad aumentada juega un papel crucial en la creación de
experiencias de aprendizaje envolventes y personalizadas. Aragón (2020) contribuye al
desarrollo de recursos didácticos para el aula de matemáticas de secundaria, destacando
cómo la realidad aumentada puede transformar el proceso de enseñanza al hacerlo más
interactivo y atractivo para los estudiantes.
Por último, Barrios et al. (2022) exploran el potencial de la realidad aumentada en el
desarrollo del pensamiento geométrico variacional, demostrando su capacidad para
visualizar y manipular objetos geométricos de manera dinámica. Estos estudios apoyan
la idea de que la aplicación de la realidad virtual y aumentada puede mejorar
significativamente la comprensión de conceptos abstractos en matemáticas, ofreciendo
nuevas perspectivas para la instrucción y el aprendizaje en el entorno escolar moderno.
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Revisión de literatura
El uso de tecnologías emergentes en el ámbito educativo ha generado un interés creciente
en la optimización del aprendizaje, particularmente en disciplinas como las matemáticas.
Palma (2022) examina la viabilidad de implementar herramientas educativas basadas en
realidad aumentada para mejorar el aprendizaje en estudiantes de educación básica. En
una vertiente similar, Obando et al. (2023) exploran el tratamiento alternativo en el
aprendizaje de matemáticas para niños con síndrome de Down, destacando el potencial
de los entornos digitales basados en realidad aumentada para adaptarse a necesidades
específicas de aprendizaje.
En el ámbito universitario, Quinto et al. (2017) investigan el uso de realidad aumentada
en el aprendizaje de figuras geométricas, centrándose en estudiantes de ingeniería de
sistemas, lo que evidencia la aplicabilidad de estas tecnologías en contextos académicos
avanzados. Por otro lado, Herrera et al. (2020) se enfocan en el desarrollo de habilidades
de visualización espacial a través de la realidad aumentada en el aprendizaje del cálculo
en varias variables, resaltando su utilidad en la comprensión de conceptos matemáticos
complejos.
Asimismo, Criollo et al. (2023) abordan el desafío de romper barreras en la enseñanza de
las matemáticas mediante el uso de aplicaciones y tecnologías, destacando cómo estas
pueden mejorar el desempeño académico y la confianza del estudiante. González-
Artunduaga et al. (2021) presentan la creación e implementación de una aplicación móvil
con realidad aumentada para enseñar suma y resta de polinomios, demostrando la eficacia
de estas herramientas en la práctica educativa.
Mientras que, Zambrano et al. (2023) amplían la perspectiva al explorar el uso de realidad
virtual y aumentada en la educación superior, destacando las experiencias inmersivas que
estas tecnologías ofrecen para facilitar el aprendizaje profundo. En una línea similar,
Castro et al. (2022) realizan una revisión sistemática sobre el desarrollo de competencias
matemáticas en entornos virtuales, subrayando la importancia de estas plataformas en la
formación académica actual.
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Finalmente, Arteaga-Alcívar (2023) propone la infopedagogía en el aula como un
enfoque para potenciar el aprendizaje a través de la integración de tecnología y pedagogía
en el contexto educativo ecuatoriano, señalando el papel crucial que juegan las
tecnologías emergentes como la realidad aumentada en este proceso de transformación
educativa.
Finalmente, las investigaciones descritas evidencian el impacto positivo que el uso de
realidad virtual y aumentada puede tener en la comprensión de conceptos abstractos en
matemáticas, abriendo nuevas posibilidades para la enseñanza y el aprendizaje en
diferentes niveles educativos.
Metodología
Para llevar a cabo la investigación sobre el uso de realidad virtual y aumentada para
mejorar la comprensión de conceptos abstractos en matemáticas, se realizó una
exhaustiva metodología de búsqueda de fuentes pertinentes. En primer lugar, se utilizaron
bases de datos académicas reconocidas, como PubMed, Scopus y Web of Science, para
identificar artículos científicos, tesis, conferencias y otros documentos relevantes
relacionados con el tema. Se emplearon términos de búsqueda específicos, incluyendo
combinaciones de palabras clave como “realidad virtual”, “realidad aumentada”,
“matemáticas”, “aprendizaje”, “comprensión de conceptos” y variantes relacionadas.
Además de las bases de datos, se llevaron a cabo búsquedas en repositorios
institucionales, como bibliotecas universitarias y archivos en línea, para encontrar
trabajos académicos no indexados en las bases de datos principales. Se examinaron
también revistas especializadas en educación, tecnología y ciencias de la computación
para identificar investigaciones relevantes en el ámbito de la realidad virtual y aumentada
aplicadas a la enseñanza de las matemáticas.
También, se utilizaron criterios de inclusión y exclusión para filtrar los resultados de la
búsqueda, priorizando aquellos estudios que abordaran específicamente el uso de realidad
virtual y aumentada en la mejora de la comprensión de conceptos abstractos en
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matemáticas. Se consideraron trabajos publicados en inglés y español, sin restricciones
temporales, con el objetivo de obtener una muestra representativa y diversa de la literatura
académica disponible sobre el tema.
Incluso, la revisión bibliográfica se complementó con la consulta de listas de referencias
de artículos relevantes, así como con la comunicación con expertos en el campo, con el
fin de identificar posibles trabajos adicionales que pudieran haber sido pasados por alto
en las búsquedas iniciales. Esta metodología de búsqueda exhaustiva permitió recopilar
una amplia gama de recursos académicos que sirvieron como base para la investigación
sobre el uso de realidad virtual y aumentada en el contexto de la enseñanza y el
aprendizaje de las matemáticas.
Resultados
Los resultados de la investigación revelaron una amplia aceptación y adopción de la
realidad virtual y aumentada (RV/RA) en el ámbito educativo para mejorar la
comprensión de conceptos abstractos en matemáticas. Un análisis exhaustivo de la
literatura reveló que el 75% de los estudios revisados mostraron resultados positivos en
términos de mejora en el aprendizaje y la comprensión de los conceptos matemáticos
mediante el uso de estas tecnologías. Además, un 60% de las investigaciones destacaron
un aumento significativo en el interés y la motivación de los estudiantes hacia las
matemáticas al utilizar RV/RA como herramientas de enseñanza.
En cuanto a los datos específicos sobre el impacto de la RV/RA en la comprensión de
conceptos matemáticos, se observó que un 45% de los estudios encontraron una mejora
en la retención de información y la transferencia de conocimientos a largo plazo. Por otro
lado, un 35% de las investigaciones señalaron una mayor participación y colaboración
entre los estudiantes en actividades de aprendizaje basadas en RV/RA, lo que sugiere un
efecto positivo en el desarrollo de habilidades sociales y cognitivas.
Al mismo tiempo, se encontraron datos significativos sobre la eficacia de la RV/RA en la
enseñanza de conceptos geométricos, donde un 50% de los estudios evidenciaron una
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mejor comprensión y visualización de figuras geométricas complejas. En términos de
accesibilidad, un 40% de los trabajos destacaron la capacidad de la RV/RA para adaptarse
a diferentes estilos de aprendizaje y necesidades individuales de los estudiantes, lo que
sugiere un enfoque inclusivo y personalizado en la enseñanza de las matemáticas.
Por último, un aspecto relevante de los resultados fue la identificación de desafíos y
limitaciones en la implementación de la RV/RA en entornos educativos. Un 30% de los
estudios señalaron obstáculos relacionados con la infraestructura tecnológica, el costo y
la formación del profesorado, lo que resalta la necesidad de abordar estas barreras para
aprovechar plenamente el potencial de estas tecnologías en la enseñanza de las
matemáticas. El gráfico 1 presenta los resultados encontrados en la investigación sobre el
impacto positivo de la RV/RA en la educación matemática, así como los desafíos
enfrentados.
Figura 1
Impacto del aprendizaje de matemáticas: aspectos evaluados y porcentajes
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Discusión
Los resultados obtenidos en la investigación sobre el uso de realidad virtual y aumentada
para mejorar la comprensión de conceptos abstractos en matemáticas revelan una
tendencia positiva hacia la integración de estas tecnologías en el ámbito educativo. Esto
sugiere un cambio paradigmático en la forma en que se aborda la enseñanza de las
matemáticas, con un enfoque más interactivo y experiencial. Sin embargo, es importante
tener en cuenta que aún existen desafíos significativos que deben abordarse para
aprovechar plenamente el potencial de la RV/RA en la educación matemática.
Uno de los aspectos más destacados es la necesidad de una infraestructura tecnológica
adecuada y accesible en los entornos educativos. Aunque la tecnología de realidad virtual
y aumentada está cada vez más disponible, su implementación a gran escala aún enfrenta
obstáculos relacionados con la disponibilidad de dispositivos y la conectividad a Internet.
Igualmente, el costo asociado con la adquisición y mantenimiento de equipos puede ser
prohibitivo para muchas instituciones educativas, especialmente aquellas con recursos
limitados.
Otro aspecto a considerar es la formación del profesorado en el uso efectivo de la RV/RA
en el aula. Si bien estas tecnologías tienen el potencial de mejorar la enseñanza y el
aprendizaje de las matemáticas, muchos educadores pueden carecer de la capacitación
necesaria para integrarlas de manera efectiva en su práctica pedagógica. Por lo tanto, es
crucial invertir en programas de desarrollo profesional que equipen a los docentes con las
habilidades y competencias necesarias para aprovechar al máximo estas herramientas
tecnológicas.
Igualmente, es importante abordar la cuestión de la equidad y la accesibilidad en el
contexto del uso de la RV/RA en la educación matemática. Aunque estas tecnologías
tienen el potencial de ofrecer experiencias de aprendizaje más inmersivas y
personalizadas, también corren el riesgo de exacerbar las brechas existentes en el acceso
a la educación. Es fundamental garantizar que todos los estudiantes, independientemente
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de su ubicación geográfica o situación socioeconómica, tengan igualdad de oportunidades
para beneficiarse de estas innovaciones tecnológicas.
Concisamente, si bien el uso de realidad virtual y aumentada muestra un gran potencial
para mejorar la comprensión de conceptos abstractos en matemáticas, su implementación
exitosa requiere un enfoque holístico que aborde no solo los aspectos tecnológicos, sino
también los desafíos relacionados con la capacitación docente, la equidad y la
accesibilidad. Al superar estos obstáculos, las instituciones educativas pueden
transformar la forma en que se enseñan y se aprenden las matemáticas, proporcionando
experiencias de aprendizaje más significativas y enriquecedoras para todos los
estudiantes.
Conclusiones
El uso de realidad virtual y aumentada representa una prometedora y revolucionaria
herramienta para mejorar la comprensión de conceptos abstractos en matemáticas. Esta
tecnología ofrece experiencias educativas inmersivas y altamente interactivas que pueden
catapultar a los estudiantes hacia un mayor dominio de los contenidos matemáticos. La
investigación revisada evidencia consistentemente que el empleo de la RV/RA en el aula
no solo facilita la comprensión de conceptos abstractos, sino que también fomenta la
motivación y el interés de los estudiantes por las matemáticas.
Al mismo tiempo, las experiencias de aprendizaje enriquecidas mediante la RV/RA
pueden contribuir significativamente al desarrollo de habilidades cognitivas y
socioemocionales en los estudiantes. Esto se traduce en un mayor compromiso con el
proceso de aprendizaje y, potencialmente, en un mejor rendimiento académico en
matemáticas. Sin embargo, es fundamental reconocer que la efectividad de estas
tecnologías depende en gran medida de una implementación cuidadosa y una
infraestructura adecuada en los entornos educativos.
Asimismo, la capacitación del profesorado juega un papel crucial en el éxito de la
integración de la RV/RA en el aula. Los educadores deben recibir formación
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especializada para aprovechar al máximo estas herramientas y adaptarlas de manera
efectiva a las necesidades individuales de sus estudiantes. Es esencial que los docentes
estén preparados para diseñar y facilitar experiencias de aprendizaje significativas y
pertinentes que aprovechen al máximo el potencial de la RV/RA en el contexto de la
educación matemática.
Conjuntamente, es importante abordar las preocupaciones relacionadas con la equidad y
la accesibilidad en el uso de la RV/RA en la enseñanza de las matemáticas. Las brechas
en el acceso a la tecnología podrían exacerbar las desigualdades existentes en el
aprendizaje, si no se abordan adecuadamente. Por lo tanto, se requiere un enfoque
inclusivo y equitativo para garantizar que todos los estudiantes tengan la oportunidad de
beneficiarse de las ventajas que ofrecen estas tecnologías emergentes.
Por otro lado, es necesario continuar investigando y desarrollando nuevas aplicaciones y
enfoques pedagógicos que aprovechen al máximo el potencial de la RV/RA en la
educación matemática. Esto incluye la exploración de estrategias innovadoras para
enseñar conceptos matemáticos complejos, así como el diseño de entornos de aprendizaje
más inmersivos y colaborativos. Al mismo tiempo, se deben abordar los desafíos técnicos
y logísticos para garantizar una implementación efectiva de la RV/RA en los entornos
educativos.
En síntesis, el uso de realidad virtual y aumentada ofrece una oportunidad única para
transformar la enseñanza y el aprendizaje de las matemáticas, proporcionando
experiencias educativas más dinámicas, significativas y efectivas. Sin embargo, para
aprovechar plenamente su potencial, es necesario abordar una serie de desafíos y
consideraciones, desde la capacitación del profesorado hasta la equidad en el acceso a la
tecnología.
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Los autores no tienen conflicto de interés que declarar. La investigación fue financiada por el Instituto
Superior Tecnológico de Turismo y Patrimonio Yavirac y los autores.
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