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Entornos Didcticos Interactivos Mviles: Extendiendo las experiencias del escritorio a la palma de la mano

Ren Cruz Flores1, Anabelem Soberanes Martn1, Magally Martnez Reyes1

1 Centro Universitario Valle de Chalco, Universidad Autnoma del Estado de Mxico,H. Galeana No. 3, Col. Ma. Isabel, Valle de Chalco, Estado de Mxico, Mxico

1{rgcruzf, asoberanesm, mmartinezr}@uaemex.mx

Resumen. En este trabajo se presenta una propuesta en progreso de crear Entornos Didcticos Interactivos Mviles (EDIM) extendiendo un modelo existente que fue concebido para su uso en computadoras personales. Se describe en que consiste el modelo original y como se extendi hacia el contexto mvil, indicando sus implicaciones y las caractersticas mas importantes de utilizar dispositivos mviles como medio de interaccin. As mismo se muestra un ejemplo de forma general como referencia y se discuten los aspectos ms relevantes durante el proceso de diseo y pruebas de un EDIM para ejercitar nociones matemticas.

Palabras Clave: Dispositivos Mviles, M-Learning, Entornos Didcticos Interactivos, Nociones Matemticas.

1 Introduccin

Ya desde hace varios aos se ha visto un notable inters por emplear las tecnologas de la informacin y comunicacin (TIC) en el mbito educativo. Con ello se ha encontrado evidencia de casos exitosos en diferentes contextos donde se generan experiencias de aprendizaje, sin embargo algunas de estas prcticas pierden un poco de vigencia sobre todo por el medio de acceso que utilizan los estudiantes para utilizar los diferentes recursos que tienen a disposicin, los cuales son en muchos casos documentos, audios, videos o animaciones mismas que consumen primordialmente desde una plataforma para la cual no fueron diseados: Dispositivos mviles.

Lo anterior deja en evidencia que existe una necesidad clara de extender el uso de los recursos educativos hacia plataformas mviles, sin embargo esta extensin no es transparente ya que no solo implica una minuaturizacin o ajuste del contenido para pantallas pequeas (en promedio de 4 pulgadas), si no toda una estrategia de diseo tanto instruccional como de software, que permita sacar ventaja de las capacidades nicas que tienen los dispositivos mviles sin perder de vista lo que implica su uso en las aulas desde el punto de vista de los alumnos, del profesor y de la propia actividad educativa.

Este trabajo expone una propuesta de utilizar Entornos Didcticos Interactivos Mviles (EDIM) para extender la experiencia de aprendizaje ms all del uso de recursos digitales en mviles, planteando un modelo de diseo de actividades educativas basadas en EDIM que mantiene un enfoque integral de los aspectos tcnicos y didcticos.

2 Antecedentes

En el 2003, [1] Definen un tipo de recurso tecnolgico que es acompaado de elementos que proporcionan un seguimiento al alumno desde antes de usar la parte tecnolgica, durante su uso y posterior a ello. Este tipo de recursos dio pauta a crear un modelo que ms adelante se llamara Entorno Didctico Interactivo Computacional (EDIC).

A continuacin se describe la estructura general que tienen estos EDIC, ya que son la base que permiti extender este tipo de recurso hacia dispositivos mviles.

2.1 Entornos Didcticos Interactivos Computacionales (EDIC)

Estos entornos reciben su nombre por que, adems de un conjunto de software interactivo, existen una serie de test que permiten ir evaluando el avance del alumno durante las sesiones de uso del software, que en ese entonces, eran en su mayora Applets Java.

[2] propone que los EDIC deben contener 12 elementos instruccionales de acuerdo a la propuesta de [1]. Estos elementos son los siguientes:

1. Un escenario o entorno Computacional Interactivo (ECI), el cul consta de programas computacionales que permiten al alumno experimentar con simulaciones sobre temas especficos del rea matemtica y fsica.

2. Instrucciones al profesor para el desarrollo de la actividad educativa, aclarando el objetivo educativo y un tiempo propuesto para el desarrollo de la misma.

3. Instrucciones para el estudiante, que es un documento donde se especifica que programa de computadora utilizar y que parmetros deber modificar de cada simulacin para ver el resultado a los problemas planteados.

4. Cuestionarios para dirigir la actividad del estudiante al interactuar con el Entorno Interactivo Computacional (ECI).

5. Una gua para el profesor donde se desarrollan a detalle los conceptos a ensear en la actividad educativa.

6. Diseo de recursos educativos en forma de objetos de aprendizaje (OA) que definan en su contenido y con precisin los conceptos a ensear, conceptos asociados y posibles extensiones.

7. Un conjunto opcional de ejercicios y laboratorios extra-clase.

8. Una autoevaluacin.

9. Un documento desde el punto de vista instruccional que sirva como referencia para otros investigadores y educadores.

10. Una bibliografa completa de referencia para consulta.

11. Un listado de recursos digitales disponibles en Internet con contenidos relacionados al tema, desde el punto de vista prctico o histrico.

12. Una seccin donde contenga software libre (ej. Cabr) que pueda resultar de apoyo adicional al software principal asociado a una actividad en particular.

Como se nota, estos elementos permiten que el uso de los EDIC sea de forma integral, una estrategia educativa basada en software interactivo, la cual ha dado evidencia de resultados positivos en la enseanza de temas relacionados con las matemticas y fsicas [3]. Sin embargo y aunque parece completa la propuesta, los detalles tcnicos del software interactivo (simulacin) no se establecieron de manera clara y se obvi que el medio de interaccin con estos EDIC fuera una computadora personal.

Lo anterior pudo ser suficiente hace algunos aos atrs, pero hoy en da se sabe que un alto porcentaje de usuarios de internet (incluidos los alumnos) tienen acceso a la Web desde un dispositivo mvil (Smartphone o Tablet) [4], lo que imposibilita en gran parte que un software interactivo en forma de Applet Java o animacin Flash como lo eran los EDIC pudieran ser utilizados actualmente desde el mvil.

Debido a lo anterior, se propone extender el modelo de los EDIC hacia un mbito que incluya usar simulaciones y recursos educativos diseados y preparados especficamente para dispositivos mviles, lo que involucra que los elementos instruccionales que plantean los EDIC consideren las caractersticas de los mviles que mejoren las experiencias de aprendizaje, creando ahora Entornos Didcticos Interactivos Mviles (EDIM). La propuesta de extensin de EDIC hacia EDIM se describe a continuacin.

2.2 Entornos Didcticos Interactivos Mviles

Una de las principales caractersticas de los EDIM es la inclusin de dispositivos mviles como medio de interaccin entre las simulaciones y el contenido con el que los estudiantes tienen contacto, lo cual ya impone ciertas restricciones de diseo tanto del software como del tipo de contenido. Algunas de estas restricciones se enlistan en la tabla 1 y que sirven de referencia para conocer el impacto que tienen desde el punto de vista tcnico y tambin de la instruccin.

Tabla 1. Caractersticas que imponen restricciones para disear simulaciones o contenido para dispositivos mviles.

Caracterstica

Descripcin

Posible efecto

Tamao de pantalla

Los dispositivos mviles tienen un tamao muy reducido comparado con las pantallas de una computadora personal.

Cansancio visual y dificultad para ver contenidos textuales como documentos o PDF

Interaccin multi-touch basada en gestos

Uno de los medios ms utilizados en los dispositivos mviles es a travs de gestos sobre las pantallas sensibles al tacto, las cuales reconocen en su mayora, gestos con los dedos, mismos a los que los usuarios de dispositivos mviles ya estn acostum-brados y que esperan encon-trar en los EDIM.

Si el recurso no responde a medio de interaccin basada en gestos, es posible que se algunas funciones no se pue-dan ejecutar desde el mvil (ej. Una funcin asociada al botn derecho del mouse)

Conectividad inalmbrica WiFi, Bluetooth o NFC

Los dispositivos mviles permiten compartir recursos con otros utilizando medios inalmbricos, lo que facilita el acceso in-situ a la informacin generada en ese momento.

Si no se hace uso de esta capacidad de conexin es posible que se pierda la interaccin y sociali-zacin entre estu-diantes a travs del dispositivo

Duracin de la batera

Aunque una sesin de clase no dura en promedio ms de dos o tres horas, puede que el uso que se le de al dispositivo mvil disminuya drsticamente la carga de la batera (ej. Reproduccin constante de videos o simulaciones complejas).

Si el uso en clase del mvil disminuye la carga de la batera, es posible que un estudiante no com-plete la actividad por falta de batera en su dispositivo

De acuerdo a los elementos anteriores, pensar en que el mismo software diseado para computadoras personales pueda ser utilizado en dispositivos mviles es un enfoque errneo, ya que si bien es posible en algunos casos al visualizacin, esto no es suficiente para generar una buena experiencia de uso y aprendizaje, sobre todo si el enfoque es de software interactivo y no solo de consulta o referencia.

Por otro lado, los aspectos instruccionales de los EDIC tambin se ven afectados de manera directa, ya que los guiones para el profesor y estudiantes debe considerar los tiempos asociados al uso de dispositivos mviles, que van desde el inicio de interaccin, hasta los tiempos asociados al establecimiento de conexin entre ellos, as como la distribucin de contenidos a los dispositivos, ya que en muchos casos, los mviles son propiedad de los alumnos, y no se tiene acceso a ellos para una configuracin previa a la sesin de clase.

As mismo, los ejercicios y laboratorios opcionales debern considerar si todos los recursos que utilizarn para resolverlos, estar disponible fuera del aula de clases, ya que si son recursos generados en el mismo momento, debern considerar de forma explicita que se distribuya la informacin entre los dispositivos como parte de la misma actividad, de otro modo sta podra no completarse satisfactoriamente.

Se recomienda utilizar una resolucin de al menos 800 dpi (preferiblemente 1200 dpi). Las figuras deben ser legibles y estar numeradas de manera consecutiva y con el epgrafe correspondiente debajo de ella. A los efectos del libro, es mejor poner las figuras en blanco y negro.

2.3 Extensin de EDIC a EDIM

Es importante considerar que aunque incluir el uso de mviles en los EDIC repercute de forma importante en su diseo, no se descartan los 12 elementos iniciales, ya que si bien el software interactivo, el contenido y los mecanismos de autoevaluacin cambian para ajustarse a una interaccin diferente, el enfoque inicial de los EDIM parte del modelo creado para computadoras personales.

Particularmente los puntos que extienden en los EDIM son:

1. El entorno computacional ahora considera como medio tecnolgico el uso del mvil.

2. El diseo de los objetos de aprendizaje o software asociado, deber incluir las mismas secciones, pero organizadas de forma que no sean intrusivas en la pantalla del mvil, ya que no se cuenta con el mismo espacio para disponer los elementos.

3. Los ejercicios propuestos debern considerar la disponibilidad de los recursos utilizados durante la clase y fuera de ella.

4. Los sitios recomendados y el software adicional de apoyo debern ser accesibles y utilizables desde mvil.

As mismo, es importante resaltar que si un EDIC ha resultado til en computadora (ej. Para su uso en laboratorios de computadoras personales), se puede hacer una versin compatible para mviles, con la finalidad de no redisear todo el software, permitiendo la reutilizacin de los elementos que no dependen del medio tecnolgico como los guiones didcticos, y de esa manera reutilizar los recursos existentes.

Uno de los formatos recomendados para entregar recursos y contenidos en ambas plataformas (PC y mvil) ha sido HTML5. Sin embargo, algunas simulaciones ms especficas, si requieren desarrollar una aplicacin mvil para sacar ventaja de las capacidades del hardware como la cmara o la comunicacin Bluetooth, aspectos relevantes que deben considerarse como elementos ricos en interaccin y atractivos a los estudiantes para una verdadera experiencia de aprendizaje mvil como menciona Cruz y Lpez (2010).

3 Ejemplo de EDIM: El juego de las Placas

Para probar el modelo extendido de los EDIM, se desarroll un entorno con enfoque ldico llamado El Juego de las Placas. Esta actividad fomenta la ejercitacin de nociones matemticas, particularmente las operaciones de suma. Algunas capturas del EDIM a manera de referencia se muestran a continuacin en la figura 1.

Fig. 1. Capturas de pantalla del Juego de las Placas

Si bien este entorno no tiene una gran componente de simulacin como algunos otros EDIC que existen (ej. Simulaciones para el concepto de poleas), si permiti comprobar que es posible implementar los 12 elementos del modelo original EDIC. Este EDIM fue diseado para que la parte de software se ejecutase en plataformas mviles Android y iOS, de tal forma que permitiera en sesiones de clase y extra-clase, ejercitar la nocin matemtica de la suma a travs de un juego contra tiempo. Para este EDIM se construyeron los 12 elementos que propone un EDIC, con la diferencia de que en los puntos donde el uso del mvil tiene impacto, se ajust tanto el guin didctico como el objeto de aprendizaje en s (la propia App). Esto permiti adems, que la misma actividad educativa fuera reutilizada con estudiantes de diferente nivel encontrando algunos hallazgos interesantes descritos en la siguiente seccin.

3.1 Hallazgos interesantes en las pruebas del EDIM

Al final, se desarroll un EDIM para comprobar que es posible extender el modelo original a una propuesta que utilizara mviles como medio de interaccin, durante el proceso de creacin del EDIM y en las pruebas preliminares que se realizaron se encontr lo siguiente:

1. El modelo EDIC es flexible para extenderlo hacia contextos mviles, siempre y cuando se consideren las diferencias del medio tecnolgico desde el inicio del desarrollo, exceptuando aquellos casos donde se retome un EDIC existente y se quiera adecuar al contexto mvil.

2. Una gran parte del proceso de desarrollo se ocup en la definicin del tema, la creacin de los guiones y los ejercicios que se iban a proponer con el uso de la aplicacin mvil, esto es por que en clase competan entre equipos por alcanzar el mayor nmero de rondas contestadas, y como ejercicio adicional deban pasar un tiempo jugando con l fuera de clase.

3. El software registraba el tiempo que pasaron ejercitndose, as como el nivel de rondas alcanzadas por un usuario en particular, de esa manera, el profesor saba quin haba practicado y cuando tiempo paso el estudiante practicando. Si el tiempo fue mucho y el avance poco, daba un indicio de que el estudiante tena problemas para resolver los ejercicios de suma planteados, permitiendo que el profesor hiciera una intervencin con ese estudiante y le daba seguimiento a sus posibles problemas aritmticos.

4. Los EDIM provee una extensin clara del modelo original, sin embargo, las restricciones que impone la tecnologa mvil hizo evidente la necesidad de cambios en algunos de los 12 elementos, y aunque se crea que el cambio ms radical se encontrara en la parte tcnica, se encontr que crear guiones didcticos donde se especifiquen acciones propias del uso del mvil en el aula implicaba dos cosas importantes: i) Que los profesores o el diseador instruccional debera tener conocimiento bsico del uso de la tecnologa mvil para saber como dar las instrucciones tcnicas al grupo de estudiantes y ii) En los casos en que se usan los dispositivos mviles de los alumnos, existe una actividad de configuracin previa de los equipos, que al ser parte de la dinmica de clase, se debe planear que no todo el tiempo disponible podr ser usado para la actividad educativa.

5. Un mismo EDIM puede ser utilizado en diferentes niveles acadmicos, ya que mientras a nivel primaria sirve como herramienta auxiliar para entender y aprender el proceso de las sumas, a un nivel mayor (ej. Universidad) sirve como ejercitador de las nociones matemticas.

Lo anterior result de monitorear el proceso de disear completamente un EDIM desde cero y realizar pruebas preliminares en un grupo piloto de primaria con 10 alumnos y un grupo de 5 alumnos a nivel licenciatura como una actividad extra-curricular. Los alumnos fueron evaluados antes y despus de usar el EDIM por el profesor gua de la actividad solo para tener una referencia de su habilidad para resolver problemas relacionados con las sumas aritmticas. Todos los participantes usaron la aplicacin mvil y los guiones dentro de la sesin de clase y fuera de ella.

4 Conclusiones y trabajos futuros

Al tratarse de un trabajo en progreso, es difcil tener afirmaciones concluyentes de todos los aspectos que pueden ser de inters al desarrollar Entornos Didcticos Interactivos Mviles (EDIM), sin embargo y al nivel que se encuentra el trabajo es posible concluir que:

El modelo EDIM permite extender la propuesta original de los EDIC en su totalidad, no requiriendo ms elementos, pero ajustando los existentes.

Replantear el diseo de los recursos educativos para que se ajusten a mviles y otras nuevas tecnologas, con la finalidad de darles un mayor ciclo de vida y reutilizar lo ms posible el contenido de ellos.

La inclusin de dispositivos mviles en una actividad educativa de clase gener expectativa por parte de los alumnos y el profesor, ya que result atractivo su uso dentro y fuera del aula.

As mismo, existe trabajo futuro que permitir encontrar evidencia tanto de la flexibilidad de los EDIM como de su utilidad en mbitos ms complejos como un curso completo. Algunas de las acciones futuras que seguir este trabajo son:

Aplicar el modelo EDIM a los EDIC existentes para tener referencia de la complejidad de extender recursos ya diseados a un contexto mvil y verificar si es conveniente reutilizar algunas partes o es preferible disear desde cero a los EDIM.

Crear un modelo hbrido que se pueda utilizar en PC y mvil generando experiencias equivalentes.

Disear otros EDIM donde se presenten simulaciones ms complejas y haga uso de los medios de comunicacin inalmbrica para fomentar la socializacin mediada por tecnologa.

Reutilizar los EDIM con otras tecnologas como superficies multi-touch o sistemas kinestsicos.

Referencias

1.C. Cuevas y F. Pluvinage. Les projets d action pratique, elements d une ingenierie d enseignement des mathemati- ques, volumen 8. IREM de Strasbourg, France, 2003

2.Soberanes, A., Cruz, R., Jurez, C., Martnez M. (2012). Modelo didctico en un entorno interactivo computacional para la enseanza de las matemticas en educacin superior. Congreso Internacional de Investigacin. Disponible en celaya.academiajournals.com. Vol. 4 No. 3.

3.Cuevas, C. & Pluvinage, F. (2005). Un acercamiento didctico a la nocin de funcin. Cinvestav, Mxico. En prensa.

4. Ramrez Montoya, M. S. (2008). Dispositivos de mobile learning para ambientes virtuales: implicaciones en el diseo y la enseanza. Redalyc, 8 (9), 82-96.