El Aula del Futuro: Diseñando nuevos ambientes de aprendizaje

• Esta herramienta ha mostrado, en las evaluaciones con alumnos y profesores, que apoya de manera eficiente el trabajo colaborativo mixto: presencial + a distancia

Fernando Gamboa Rodríguez
Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, UNAM

AAl igual que la llegada de la sociedad industrializada supuso grandes transformaciones a los procesos educativos de la época, la llegada de la sociedad de la información demanda el diseño y puesta en práctica de nuevas estrategias que permitan formar a los ciudadanos que harán frente a los retos del siglo XXI. En este contexto se hace evidente que el aula de clase, y los anquilosados procesos de enseñanza-aprendizaje que ahí desarrollan, presentan una rigidez que requiere ser transformada.

La concepción moderna de aprendizaje, así como las estrategias de enseñanza dirigidas a promoverlo, han experimentado cambios sustanciales en años recientes: el papel de la enseñanza tradicional era proporcionar información mientras que el alumno se restringía a asimilarla mediante la práctica y la repetición, fuera de su contexto real de utilización. Hoy se considera que el aprendizaje no puede ser transmitido, sino que debe ser construido por el propio individuo. Por ello, los expertos en innovación educativa enfatizan la necesidad de un aprendizaje basado en la actividad significativa y social. En este escenario de cambio, proponer y desarrollar sistemas informáticos que satisfagan las nuevas demandas educativas constituye uno de los retos que las TIC enfrentan: sistemas que al mediar promuevan el trabajo grupal y colaborativo (sin importar si los participantes se encuentran cara a cara o a distancia); que fomenten la creatividad y la participación; que permitan la experimentación y el análisis; que liberen a los usuarios de procedimientos de uso complejos, además que se integren al trabajo del grupo de manera eficiente y poco protagónica.

El Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) y la Coordinación de Universidad Abierta y Educación a Distancia (CUAED) de la UNAM, desarrollan el proyecto El Aula del Futuro , un espacio de investigación en el que un grupo interdisciplinario de académicos busca proponer y evaluar modelos educativos innovadores mediados por tecnología; escenarios de enseñanza-aprendizaje en los que tecnologías de nueva generación (más naturales en su uso y menos invasivas) promuevan la participación y creatividad de los alumnos, faciliten el trabajo colaborativo y coadyuven a la flexibilización de las modalidades presenciales y a distancia, permitiendo esquemas mixtos.

Superficies interactivas: una nueva manera de participar, colaborar y aprender

Uno de los elementos del Aula del Futuro son las superficies interactivas. Este proyecto propone implementar áreas de trabajo interactivas en las que varios usuarios puedan colaborar sin tener que hacer uso de ratones o teclados: basta colocar, mover o quitar elementos físicos en la superficie para hacer todas las acciones que tradicionalmente se hacen con un simulador.

Para ello se logró producir superficies capaces de detectar, automáticamente, cuál pieza (de entre un conjunto predeterminado) fue colocada en la superficie y en qué lugar. En función de esa información la computadora despliega, junto a la pieza recién colocada, la información que le corresponde, así como su relación con el resto de las piezas. Este principio básico de interacción es utilizado para generar diferentes simuladores en los que las acciones básicas de agregar/eliminar/mover piezas, son realizadas simplemente poniendo/quitando o moviéndolas en la superficie sensible.

Sin embargo, más allá del aspecto novedoso que implica esta nueva manera de interactuar con los sistemas informáticos, algunas características importantes que hacen a esta tecnología prometedora en el contexto educativo son:

• Permite que las personas situadas alrededor de la mesa tengan acceso al sistema y puedan interactuar con él, a diferencia de los sistemas tradicionales en los que el “dueño” del ratón es quien tiene la última palabra. Creemos que este contexto es un franco aliento al trabajo grupal y a la participación por parte de todos los integrantes.
• Dado que todos los que están alrededor de la mesa pueden intervenir en las acciones que se realizan, se promueven las estrategias de negociación y colaboración.
• Al permitir al usuario un control directo sobre los objetos basado en acciones del mundo diario, hay una importante reducción en la carga cognitiva, permitiendo a los alumnos enfocarse en el problema y no en cómo funciona el sistema
• La visión de todos los elementos en un espacio también ayuda a desarrollar habilidades espacio-cognitivas, pues existe evidencia de que la disposición de elementos en un espacio físico también da información (uno la organiza no únicamente en función de su significado, sino también de su localización en un área determinada).

Diversas aplicaciones se desarrollan para esta tecnología (una para cada área de conocimiento de la universidad), mismas que también son evaluadas con alumnos y profesores. El objetivo último es observar su impacto en la dinámica del aula y en el aprendizaje de los estudiantes.

El escritorio colaborativo: compartiendo y discutiendo con mis compañeros

La literatura especializada señala, desde hace ya algunos lustros, el potencial que brindan las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) para apoyar y fomentar el trabajo colaborativo entre los estudiantes. A su vez, el trabajo colaborativo es defendido por los psicopedagogos como una estrategia que no sólo permite un mejor aprendizaje entre los estudiantes, sino que además promueve en ellos la capacidad de efectuar trabajos de manera colegiada y articulada entre pares; ambas reconocidas como habilidades esenciales en esta nueva "sociedad de la información".

Diversos desarrollos se han realizado en el mundo apoyando este tipo de estrategias colaborativas, aunque con un sesgo importante: en su mayoría asumen que los usuarios están repartidos geográficamente, dejando de lado los encuentros cara a cara. Éste es un sesgo importante en un mundo que cada día se confirma más como un ambiente mixto en el que conviven por igual objetos físicos y digitales. Así, a pesar de que los usuarios poseen equipos portátiles poderosos, que la infraestructura informática en muchas oficinas y escuelas ha avanzado al punto que los proyectores, los pizarrones interactivos y las redes inalámbricas ya no sorprenden, los mecanismo de interacción y colaboración de que disponen los usuarios para interactuar entre ellos aún es muy pobre.

El escritorio colaborativo es un espacio de trabajo que permite a cuatro usuarios intercambiar información digital, la cual es proyectada y manipulada en un escritorio común. Esto es, en un escritorio real se proyectan los documentos y las herramientas que permiten al grupo trabajar de manera coordinada en tareas comunes. Se logra mediante una técnica computacional denominada realidad aumentada, la cual permite controlar la proyección de información digital (documentos, imágenes, herramientas) sobre un espacio físico real, lo que permite generar áreas de trabajo comunes a dos o más usuarios. El sistema no precisa que los participantes estén reunidos físicamente en un espacio: alguno o varios de ellos pueden encontrarse en una localidad remota y acceder a la sesión por Internet.

El proyecto busca así conjugar elementos de la vida cotidiana (un escritorio es un espacio en el que los humanos hemos desarrollado estrategias para discutir, negociar y alcanzar acuerdos que nos permiten avanzar en nuestras tareas), para aumentar sus capacidades a través de las posibilidades que nos brinda la realidad aumentada. Con esta finalidad el sistema integra diferentes funcionalidades, mismas que son detalladas a continuación.

Extensión del escritorio de cada usuario. Esta función permite a un usuario ampliar las dimensiones del escritorio virtual de su computadora para extenderlo a un área de trabajo mayor (todo el escritorio físico). Esta posibilidad no sólo le permite organizar con mayor facilidad los documentos que tiene en su computadora, sino que permite acercarlos a los compañeros de trabajo. El gesto consiste en deslizar documentos en la pantalla y, al llegar al borde de la misma, ver aparecer los documentos proyectados en el escritorio, el espacio extendido, como si se tratara de documentos de papel.

Compartir archivos. Uno de los aspectos que más preocupa a la comunidad académica es la interferencia que representan las computadoras para el trabajo en equipo. Una de las expresiones de esta pobre cooperación entre computadoras es la transferencia de los archivos de trabajo, los cuales tienen que ser compartidos por correo electrónico, memorias, carpetas compartidas, o algún otro artilugio, dependiendo de la experiencia de los participantes. Desafortunadamente este proceso, que debería ser simple y transparente, puede en ocasiones consumir la sesión completa. En un escritorio extendido, todos los usuarios tienen acceso a los documentos depositados por los participantes, y los pueden recuperar simplemente arrastrándolo del escritorio a su computadora.

Incorporación a la sesión de objetos físicos. Otro de los obstáculos que con más frecuencia se documenta en los análisis de trabajo colaborativo corresponde a los materiales que no están en un formato digital. En efecto, es frecuente encontrar que uno de los miembros tiene material de utilidad e interés para el grupo, pero que no está en formato digital. En estos casos es necesario recurrir a las fotocopias, el escaneado y envío posterior del documento, etcétera. Nuestra propuesta prevé que el espacio de trabajo tenga la capacidad de capturar estos objetos, de modo que se puedan integrar a la sesión de trabajo. El escritorio extendido brinda la posibilidad de marcar regiones del mismo que deben ser digitalizadas. Una cámara de video posicionada en el techo captura los objetos que se encuentren dentro de la región, de modo que puedan  ser integrados a la sesión de trabajo.

Uso de herramientas colaborativas. Al no contar las computadoras con las herramientas que faciliten el trabajo en equipo, éstas terminan estorbando y todo mundo viendo cómo uno de los participantes escribe, modifica, arregla o diseña. Para el caso del escritorio colaborativo –y dependiendo de la orientación del mismo– se desarrollan aplicaciones que tienen por característica permitir a varios usuarios participar en el diseño y desarrollo de la solución.

Esta herramienta ha mostrado, en las evaluaciones con alumnos y profesores, que apoya de manera eficiente el trabajo colaborativo mixto: presencial + a distancia; asimismo que al ofrecer áreas de trabajo diferenciadas (privada + pública), favorece los procesos de internalización del conocimiento, así como los de colaboración. Se trata de tecnología que permite reunir objetos físicos y digitales en un mismo ambiente, es decir  lo mejor de los dos mundos en un espacio de trabajo único; y finalmente promueve estrategias de búsqueda de información, discusión de resultados y negociación.

Evaluaciones con usuarios

Las propuestas que se han descrito en este artículo están actualmente en fase de evaluación con usuarios. Para ello, el Aula del Futuro provee facilidades de observación y grabación de las sesiones, para ser evaluadas posteriormente por los investigadores.

Las pruebas han incluido alumnos de licenciatura, bachillerato y primaria, permitiendo en cada caso observar diferentes aspectos del uso de las herramientas y de la colaboración.