La realidad aumentada como una tecnología innovadora y
eficiente para el aprendizaje de idiomas en un modelo pedagógico Flipped Learning
Flipped Learning Augmented reality as an innovative and efficient
technology for language learning in a Flipped Learning pedagogical model
Dr. Gerardo
Reyes-Ruiz. Profesor de Tiempo Completo. Centro de
Estudios Superiores Navales (CESNAV). México
Recibido:
2022/02/15 Revisado 2022/03/15 Aceptado: 2022/05/16 Preprint: 2022/06/01 Publicado: 2022/09/01
Cómo citar este artículo:
Reyes-Ruiz, G. (2022). La realidad aumentada
como una tecnología innovadora y eficiente para el aprendizaje de idiomas en un
modelo pedagógico Flipped Learning
[Augmented reality
as an innovative and efficient
technology for language learning in a Flipped Learning pedagogical model]. Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación, 65, 7-36. https://doi.org/10.12795/pixelbit.93478
RESUMEN
Los jóvenes aprendices de algún idioma, normalmente
hacen una asociación entre palabras y objetos para entender lo abstracto de las
cosas; las palabras que se relacionan con imágenes, animaciones o sonidos,
facilitan la comprensión y asimilación de lo que se aprende e incrementan su
interés por el conocimiento. Este trabajo muestra un proyecto focalizado en el
aprendizaje de idiomas, el cual se cristaliza mediante un sistema, basado en
realidad aumentada, que sirve como plataforma de aprendizaje, la cual ayuda
tanto a la enseñanza como al entendimiento de conceptos abstractos. El sistema
incluye vocabularios que se asocian a las palabras, las cuales se almacenan en
una base de datos con diferentes formatos, como imágenes 2D y 3D, texto, video
y audio, mismos que son asociados a ítems cuyo contenido es representar
entidades abstractas para entrenar la lectura, escritura y pronunciación de un
idioma. Además, este sistema le permite a un asesor virtual interactuar con el
usuario vía internet, lo cual facilita el aprendizaje a distancia con un
funcionamiento iterativo (autoevaluación). Finalmente, el sistema fue evaluado
por alumnos de nivel básico donde sus comentarios fueron muy prometedores para
la implementación de un modelo pedagógico Flipped Learning en escuelas públicas
mexicanas
ABSTRACT
Young language learners
usually make an association between words and objects to understand the
abstract of things; the words that are related to images, animations or sounds,
facilitate the understanding and assimilation of what is learned and increase
their interest in knowledge. This work shows a project focused on language
learning, which is crystallized through a system, based on augmented reality,
that serves as a learning platform, which helps both teaching and understanding
abstract concepts. The system includes vocabularies that are associated with
words, which are stored in a database with different formats, such as 2D and 3D
images, text, video and audio, which are associated with items whose content is
to represent abstract entities for train the reading, writing and pronunciation
of a language. In addition, this system allows a virtual advisor to interact
with the user via the internet, which facilitates distance learning with an
iterative operation (self-evaluation). Finally, the system was evaluated by
elementary students where their comments were very promising for the
implementation of a Flipped Learning pedagogical model in Mexican public
schools.
PALABRAS CLAVES · KEYWORDS
Flipped Learning; realidad aumentada; entorno de aprendizaje;
aprendizaje de idiomas; modelo educativo; aprendizaje virtual
Flipped Learning; augmented reality; virtual learning;
language learning; educational models; learning environment
1. Introducción
En un mundo globalizado,
actualmente se necesitan nuevas maneras de aprender y, en consecuencia, de
herramientas tecnológicas novedosas que apoyen los procesos emergentes de
aprendizaje (Valverde-Berrocoso et al., 2021). Las nuevas tecnologías ayudan a
la conformación de entornos innovadores de aprendizaje a través de los cuales
se logra que la gente aprenda o entrene sus habilidades adquiridas en diversos
campos del conocimiento (Sailer et al., 2021). Esta dinámica ha creado la
evidente necesidad de que las nuevas generaciones aprendan otro idioma
diferente al materno y requieran de medios tecnológicos actuales que impulsen
un entrenamiento constante (Kessler, 2018), el cual puede ser implementado en
las escuelas o ser accesible de manera individual para que las personas
interesadas entrenen constantemente (Abuhassna et al., 2020). El aprendizaje de
nuevos idiomas es una de las actividades que se hacen con mayor frecuencia en
las escuelas de nivel básico, esto se debe, principalmente, al siguiente
resultado: cuanto menor es la edad de los individuos para el aprendizaje de
otras lenguas diferentes a la materna entonces es mayor la plasticidad
cognitiva del individuo para asimilar una lengua extranjera (Pliatsikas, 2020;
Birdsong, 2018).
En el reporte de Education
First (2020) se menciona que más de mil millones de personas hablan el inglés
como primero o segundo idioma, mientras que cientos de millones más como
tercero o cuarto; estas cifras lo convierten en el segundo idioma más hablado
en el mundo. El idioma inglés es usado en más de 60 países y se utiliza para
escribir libros, periódicos, señales en los aeropuertos y control del tráfico
aéreo, conferencias académicas y de negocios internacionales, ciencia,
tecnología, medicina, diplomacia, deportes, competiciones internacionales,
música, publicidad, entre otros. Además, las publicaciones -sobre todo
científicas- que tienen una mayor probabilidad de ser consultadas están
escritas en inglés (Di Bitetti & Ferreras, 2017), lo cual deriva en que
millones de jóvenes estudien inglés en sus diferentes niveles educativos
(Cristal,1987, cit. por Pennycook, 2017). Sin embargo, actualmente las personas
requieren de muchos idiomas para construir una comunicación más efectiva a
nivel internacional (Cummins, 2021).
La importancia del idioma
inglés no se puede negar e ignorar actualmente (Nishanthi, 2018). Además de ser
uno de los idiomas más comúnes que se hablan en el mundo, los beneficios o
ventajas de que una persona aprenda este idioma son múltiples, entre ellos se
pueden mencionar los siguientes: es el lenguaje de la academia; le da acceso a
una gran cantidad de medios escritos, en línea o impresos; resulta útil cuando
se viaja; es esencial si desea trabajar en una empresa internacional, entre
muchos otros (Srinivas Rao, 2019). Sin embargo, a este idioma se le asocia algo
muy importante: el conocimiento del inglés es necesario si una persona quiere
progresar y tener éxito en la vida (OECD, 2020; Butler & Le, 2018). Sin
duda, a esto se deba que una gran cantidad de escuelas, alrededor del mundo,
hayan considerado la enseñanza del idioma inglés en sus planes de estudio,
sobre todo en los primeros años de aprendizaje de los niños (National Academies
of Sciences, Engineering, and Medicine, 2017; Council of Europe, 2018). Es así que
en todo el mundo el aprendizaje de este idioma es una actividad que se lleva a
cabo con más frecuencia en las escuelas de nivel básico (The Curriculum
Development Council, 2017; Rao & Yu, 2019). Esta última perspectiva tiene
la premisa de que los niños aprovechan mejor su sistema cognoscitivo que tienen
a esas edades (Williams et al, 2021). Los niños que empiezan a conocer el
idioma inglés normalmente asocian las palabras con las imágenes y los sonidos,
esto les facilita la asimilación de los conocimientos e incrementa su interés
educativo (Roberts et al., 2018; Garton & Copland, 2019).
La necesidad de contar con
recursos humanos cada vez más jóvenes y mejor preparados, motiva a que los
docentes e investigadores generen nuevos entornos educativos o técnicas de
aprendizaje para que los niños asimilen el idioma inglés lo más rápido y
efectivamente posible para que, cuando lo necesiten, sea más fácil para ellos
adentrarse en un contexto globalizado sumamente competitivo. En este contexto,
toma sentido crear y proporcionar una nueva forma de aprendizaje para un
específico grupo de estudiantes, en particular para los niños que tienen la
oportunidad de aprender el idioma inglés en su escuela. Es claro que la
transferencia del conocimiento ha evolucionado paulatinamente con el paso del
tiempo, y es lógico también que el proceso de educar también haya mostrado
cambios (Kayapinar, 2021). Así, las nuevas generaciones de estudiantes tienen
mucho que ver con las llamadas nuevas tecnologías, principalmente porque han crecido
con ellas y están preparados para usarlas y adaptados para asimilarlas
rápidamente. Sin duda, el reto es para los académicos y desarrolladores de
dichas tecnologías, ya que ellos deben crear nuevos contextos y herramientas
tecnológicas innovadoras, eficientes e interesantes para captar la mayor
atención posible de los niños pero, sobre todo, prepararlos lo más pronto
posible para los retos que un mundo globalizado les depara en el futuro.
En la actualidad existen
múltiples e innovadoras maneras de enseñar y transmitir el conocimiento (Huang
et al., 2019), sobre todo aquellas que hacen uso de las Tecnologías de la
Información y la Comunicación (TIC) (Llevot-Calvet, 2018). Sin embargo, el
modelo pedagógico denominado Flipped Learning ha tomado suma importancia por su
eficacia (Zheng et al, 2020; Shraddha et al, 2021; López et al., 2020; Keer,
2020); El modelo Flipped Learning ya existía antes de la pandemia del COVID19,
sin embargo, durante esta crisis mundial se comprobó que es un modelo
pedagógico eficiente y totalmente viable durante una situación sanitaria de
esta naturaleza (Smith, 2021; Campillo-Ferrer & Miralles-Martínez, 2021).
No obstante, la fortaleza de este modelo pedagógico se ha comprobado al
transcurso de los años y conforme se implementan nuevas tecnologías para su
adaptación (Palazón-Herrera & Soria-Vílchez, 2021; Birgili et al., 2021;
Alrashed & Bin, 2021). La Academia de Artes y Ciencias del Aprendizaje
Activo (AALAS) ha logrado integrar una definición más precisa, concisa y libre
de palabras de moda para un modelo pedagógico Flipped Learning. Esta definición
fue avalada por 49 delegados internacionales: “Flipped Learning es un marco que
permite a los educadores llegar a todos los estudiantes. El enfoque Flipped
invierte el modelo de aula tradicional al presentar los conceptos del curso
antes de la clase, lo que permite a los educadores usar el tiempo de clase para
guiar a cada estudiante a través de aplicaciones activas, prácticas e
innovadoras sobre los principios del curso” (AALAS, 2022).
El modelo Flipped Learning
establece un marco novedoso dentro del cual los estudiantes reciben una
educación personalizada y apropiada para satisfacer sus necesidades de
aprendizaje individuales (van Alten, et al., 2021; Samaila, Masood & Chau,
2021). Por supuesto, este modelo pedagógico depende de múltiples factores: el
rol de los estudiantes, el rol del instructor, el uso de tecnologías, la
disponibilidad de colaborar e interactuar, diseño de entornos en línea
innovdores e interesantes, el compromiso para la formación del alumno, los
elementos clave del aula y la voluntad para generar una dinámica de
retroalimentación (Birgili et al., 2021). Es en este punto donde las nuevas
tecnologías toman gran importancia, porque si bien en la actualidad el conocimiento
es más accesible y se presenta en diversas maneras e idiomas, son tiempos donde
los académicos e investigadores deben transformar los modelos tradiconales de
aprendizaje mediante el diseño de nuevos, pero sobre todo innovadores y
eficientes, entornos de enseñanza.
En este escenario, la Realidad
Aumentada (RA) ha sido complemento idóneo para diversas aplicaciones educativas
y la enseñanza del inglés (Redondo, 2020; Abad-Segura, 2020). También es útil
por sus características básicas que la definen como una tecnología a través de
la cual la visualización del entorno real se ve aumentada por elementos u
objetos generados por un ordenador o dispositivo móvil (Rohrbachet al., 2021;
Karagozlu, 2021). Para mostrar esta idea se requiere de un sistema, basado en RA,
que contemple lo siguiente: 1) varias aplicaciones que, de manera conjunta,
encapsulen los elementos a interactuar; 2) que estos elementos se fusionen en
un diseño con la finalidad de interactuar con los estudiantes; 3) que dicho
diseño permita visualizar el mundo real, facilitando con ello, una asociación
con el mundo físico (Roopa, 2021). Sin duda, todos estos elementos de la RA,
conjugados simultáneamente con los beneficios de un modelo Flipped Learning,
son catalizadores para la creación de entornos de aprendizaje con calidad
(Chang & Hwang, 2018).
2. Metodología
En este trabajo se crea un
sistema del tipo Service Oriented Architecture (SOA). Este sistema está
orientado a gestionar otros módulos o sistemas secundarios, mismos que están
ligados entre sí para interacturar con el usuario que esté interesado en
aprender el idioma inglés, en nuestro caso niños del sistema educativo básico
(para la programación de estos módulos se utilizó Html y JavaScript). En este
sentido, la RA es “el módulo” que será visto por el estudiante, el cual al ser
“detonado/accionado” iniciará la interacción mostrando como resultado los
módulos que estén relacionados entre sí, generalmente mediante un dispositivo
móvil. Este sistema SOA es diseñado mediante el programa OASIS (Outil Auteur de
Simulations Interactives avec Scénarios) (OASIS, 2021), el cual permite la
creación y el uso de interfaces tipo estándar, mismas que facilitan los
servicios de distintas tecnologías (como la RA), e incluso formatos de datos
disímiles. Además, estas interfaces pueden intercambiar información sin tener
que recurrir a interfaces delimitadas.
Por otra parte, para la
creación de las imágenes 3D se utilizó el programa SketchUp Make, por ser una
versión gratuita. Como la RA se visualiza con objetos virtuales que pueden ser
mostrados mediante la asociación que existe entre la imagen inicial
bidimensional con una tridimensional, entonces una imagen se presenta en la
pantalla del dispositivo móvil y, paulatinamente, tomará la forma del modelo
tridimensional que se desea mostrar al estudiante (para la realización de esta
animación se utilizó el programa Flash y se guardó con formato gif), misma que
puede manipularse para visualizarla desde diferente posición y ángulo, dando la
apariencia de un modelo físico real. De esta manera, para la generación de la
RA fue necesaria la programación en líneas de código motivo por el cual se
utilizó JavaScript, el cual es un programa bastante robusto para hacer este
tipo de código y donde las librerías de AR-Frame son esenciales para su
implementación. En consecuencia, y para llevar a cabo la programación en líneas
de código, se utilizó un servidor web y un repositorio de archivos para
ejecutar los correspondientes códigos de programación en línea. Por lo tanto,
el sistema presentado en este trabajo, es un medio de entrenamiento para que
los jóvenes estudiantes se interesen en el idioma inglés y lo ejerciten
aprendiendo los nombres de animales, cosas, comidas, medios de transporte,
astros, y múltiples categorías mostradas mediante la RA. Es decir, este sistema
funciona mediante la asociación de múltiples recursos con palabras escritas por
el estudiante y está modelado con varios Menús (animales, astros, comidas,
objetos, transporte, etc.). Por supuesto, estos Menús pueden incrementarse
gradualmente, además, el sistema prueba el entrenamiento de cada estudiante, ya
que su diseño permite analizar los resultados mediante sus respuestas (incluso
genera un historial de su progreso), lo cual facilita la creación de nuevos
enfoques de aprendizaje a partir de premisas previamente establecidas (Figura
1).
Diagrama de secuencia para un sistema basado en RA
Finalmente, y para evaluar la
eficiencia de este sistema como un modelo Flipped Learning, se calculó una
muestra estadísticamente significativa de 389 estudiantes provenientes de 10
escuelas públicas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM). Esta
muestra se calculó mediante un muestreo aleatorio estratificado con afijación
proporcioal sin el conocimiento de la población total y con un 95% de
confianza, un 5% de error y un 50% de homogeneidad (Cochran, 2017). A estos 389
estudiantes se aplicaron 3 instrumentos de investigación:
1.
Observación de su desempeño
fuera de clase mediante la aplicación de RA.
2.
Interacción del profesor y los
estudiantes en clase (motivación del estudiante al usar la aplicación con RA y
propuestas para mejorar la clase).
3.
Entrevista, en línea, con el
estudiante.
Para los dos primeros
instrumentos de investigación se integraron 10 preguntas en cada uno de ellos
con respuestas dicotómicas (las preguntas se implementaron con eventos
JavaScript realizados en la plataforma SDK), que sirvieron como entrada para
que, a través de la plataforma SDK, se muestre la puntuación obtenida para cada
sección o sección de preguntas. Por su parte, la entrevista siguió un formato
tipo cuestionario (con 20 preguntas) donde el estudiante expresó su experiencia
al hacer uso de una app con RA para aprender inglés. Además, el cuestionario
fue diseñado para captar la vivencia de cada estudiante y, con base en sus
respuestas, evaluar las siguientes ventajas de la app con RA: a) Facilidad de
uso; b) Motivación; c) Desempeño y; d) Aprendizaje Significativo. La
información fue analizada mediante la estadística descriptiva y para la
validación del cuestionario se utilizó el alfa de Cronbach (Taber, 2018).
3. Análisis y resultados
Diversos estudios indican que
la RA puede mejorar considerablemente el rendimiento académico de los alumnos
(Petrov & Atanasova, 2020). Para ello, se requiere la creación de nuevos,
pero sobre todo innovadores y eficientes, sistemas educativos totalmente
focalizados a generar contextos que contengan herramientas fáciles de utilizar
y de implementar pero, al mismo tiempo, que sus costos sean medidos en términos
monetarios bajos y, en contraparte, que sus beneficios sean los más altos
posibles. Para dar respuesta a estas necesidades, en el presente trabajo se
propone un sistema, basado en RA, de aprendizaje del idioma inglés para
estudiantes del nivel básico, el cual hace uso de un dispositivo móvil e inicia
con un Menú principal (Figura 2) donde se categorizan las palabras de
entrenamiento y cuya finalidad, al momento de repetirlas, es que el estudiante
aprenda su correcta escritura y pronunciación en el idioma inglés.
Menú inicial de un sistema de información para
aprender inglés con RA
En
este sistema con RA las imágenes utilizadas, en todas las categorías, se
guardan en una base de datos y cada una de ellas se asocia a la palabra
correcta en inglés que el estudiante buscará mediante una línea de captura.
Este sistema tiene dos módulos independientes de motivar al estudiante: Módulo
con Tutorial) Cuando la palabra escrita en inglés no se localice en la lista de
palabras almacenadas o se escriba de manera incorrecta, entonces el sistema
solicitará al estudiante que introduzca la palabra en español. De esa manera,
el sistema localiza la palabra en español y la asocia con su correspondiente
palabra en inglés, misma que se muestra al estudiante con un mensaje -de texto
y audio- donde se le indica que “<palabra deseada> se escribe en inglés
de la siguiente manera <palabra encontrada>”. Además, se presenta un
botón para que el estudiante escuche, mediante un archivo de audio, la forma
correcta de pronunciar la palabra deseada en inglés; Módulo sin Tutorial) Si el
estudiante comienza su entrenamiento sin querer conocer cómo se escribe una
palabra del inglés al español (para que se motive y recuerde la manera en que
se escribe), entonces puede elegir la opción del Menú donde se le solicitará,
en un cuadro de texto, que escriba la palabra en inglés deseada para con ello
activar el proceso de búsqueda. De esta manera, si el estudiante elige la
categoría “Animales”, entonces el sistema muestra la imagen localizada
aleatoriamente en la base de datos (Figura 3).
Sistema de RA con una imagen generada de manera
aleatoria
Si el
estudiante sabe cómo escribir la palabra que se relaciona con la imagen,
entonces la escribirá en el cuadro de texto que contiene la interfaz. En la
Figura 4 se observa como está escrita la palabra CAT
(Gato).
Sistema de RA con la palabra escrita por el estudiante
El
sistema está habilitado para que reconozca la palabra escrita por el estudiante
(esta palabra se valida sin importar que haya sido escrita con mayúsculas o
minúsculas) y, posteriormente, la asocie con lo que existe en la base de datos.
En el caso de que la respuesta sea acertada, se motivará al estudiante
enviándole un mensaje de felicitación (Figura 5).
Figura 5
Sistema de RA con un mensaje de motivación por el
acierto
En el caso de que la palabra escrita no concuerde con
la imagen proyectada, el sistema envía un mensaje de error y sugiere cómo se
escribe la palabra correctamente. Además, el sistema le proporciona al
estudiante un número limitado de oprtunidades para que escriba correctamente la palabra (Figura 6).
Figura 6
Sistema de RA con
un mensaje de validación
De esta manera, el
estudiante puede presionar la opción Siguiente (Next) para continuar con el
entrenamiento. Cada vez que se continúa, el sistema emite la evaluación con el
resultado de aciertos (Figura 7).
Evaluación con el
número de aciertos
Este Sistema,
basado en RA, tiene 400 imágenes disponibles y otros ejemplos se pueden
observar en la Figura 8, donde se muestra el entrenamiento para las palabras Helicopter (Helicóptero), Donut (Dona) y Gloves (Guantes), y se entrenan las palabras Cockroach (Cucaracha), Crocodrile
(Cocodrilo), Spider (Araña) respectivamente.
Figura 8
Sistema de RA para el entrenamiento de la palabra Bird
Los resultados para evaluar la eficiencia de este sistema con RA, como un
modelo Flipped Learning, se
presentan en el Tabla 1. Los primeros dos instrumentos de investigación
utilizados mostraron que la RA es una herramienta tecnológica innovadora y
eficiente para fortalecer el aprendizaje del idioma inglés en los estudiantes
del nivel básico de la ZMCM, en un modelo pedagógico Flipped
Learning. Ello debido a que las actividades extra de
clase fueron más motivacionales y la retroalimentación con el docente, ya con
un aprendizaje previo con la RA, permitió generar un ambiente más dinámico e
interactuar más con el professor con el deseo de
aprender más palabras, lo cual permitió la construcción de pequeñas oraciones
en inglés dentro del salón de clases.
Tabla 1
Resultados para evaluar la eficiencia de un sistema
con RA
|
Instrumento de investigación |
Con RA |
Sin RA |
|
Observación de su
desempeño fuera de clase mediante la aplicación de RA |
89.3 % |
35.0 % |
|
Interacción del
profesor y los estudiantes en clase (motivación del estudiante al usar la aplicación
con RA y propuestas para mejorar la clase) |
94.7 % |
35.7 % |
Después de que los
estudiantes seleccionados al azar tuvieron la oportunidad y la experiencia de aprender
sobre el sistema con RA se les aplicó una encuesta. El propósito de esta
encuesta fue conocer tres parámetros de evaluación, consistentes con el
objetivo de esta investigación y donde la finalidad implicaba evaluar y conocer
una forma innovadora de aprender inglés mediante un sistema con RA. El primer
resultado para esta encuesta fue que el alfa de Cronbach tuvo un valor de
83.1%, lo cual implica que el cuestionario cumple con el objetivo del studio para el que fue diseñado y, por lo tanto, es válido
y consistente. En consecuencia, los resultados para los tres criterios
evaluados mediante este instrumento de investigación fueron los siguientes:
Facilidad de uso
Con los recursos educativos que se implementaron, se observó que se
pueden generar elementos educativos intuitivos y fáciles de manejar; este
resultado se demostró con un 93.8%, ya que al compararlo con el porcentaje
obtenido con los recursos sin RA pareciera que debería ser igual o menos fácil
que utilizar papel (60 % de facilidad), sin embargo, los estudiantes lo
evaluaron de acuerdo a lo que aprendieron. Este resultado permitió aseverar que
la RA facilita la impartición del conocimiento a los docentes y su obtención
por parte de los alumnos, lo cual se reflejó en su aprendizaje. Por lo tanto,
la implementación de recursos tecnológicos en el aula ayudó a mejorar el
proceso de aprendizaje, aumentó la motivación y facilitó el trabajo del
docente.
Motivación
En este contexto se comprobó que la RA motivó a los estudiantes, en un
94.7%, con elementos que sirvieron para que utilizaran sus sentidos primarios,
comprobándose esto en el rubro en las entrevistas, donde los estudiantes
contestaron que les gustaron las imágenes, el audio y la interacción con la RA
a través de los dispositivos y, en consecuencia, les emocionó el uso de estos
sistemas sobrepuestos en contextos reales. En el estudio, los alumnos se
mostraron alegres, con curiosidad y ganas de utilizar las herramientas
educativas, datos que se conjuntaron junto con las entrevistas y de los cuales
se determinó que a los estudiantes les gustaron los elementos de la RA en un
95.4%, la estructura del sistema en un 93.0%, les gustaría aprender otros temas
con RA en un 95.3% y que se sintieron emocionados en un 95%. Estos resultados
permiten argumentar que la RA genera contextos donde la dopamina se desborda
con la finalidad de incluir el deseo de seguir aprendiendo, de apropiarse de
ese conocimiento y guardarlo en su memoria de largo plazo.
Desempeño
Los estudiantes obtuvieron un desempeño del 86.4%, debido a que fueron
muchas palabras por aprender en poco tiempo. Por tanto, este resultado permite
argumentar que el aprendizaje que se obtiene, y que se queda grabado en la
mente a largo plazo, es más fácil de obtener cuando se entiende en un modelo 3D
que cuando se utilizan recursos planos (2D). Esta evaluación inmediata del
alumno, permite tomar decisiones en el momento apropiado para su mejora,
además, optimiza la participación de los alumnos y el beneficio se ve reflejado
en sesiones posteriores. La evaluación que muestran los sistemas basados en RA
se llevan a cabo en el momento del entrenamiento o al finalizar, consiguiendo
que el alumno se autoevalúe y, cuando así sea necesario, siga entrenando. Este
resultado enfatiza que al utilizar un sistema basado en RA se obtiene una
mejora del 26% en el desempeño de los estudiantes. Por lo tanto, se puede
afirmar que la evaluación mediante un sistema basado en RA ayuda a que los
estudiantes generen retos con ellos mismos, basados en la sinergia de contextos
reales y digitales, mismos que les permitan aumentar su desempeño.
Aprendizaje significativo
Los mapas neuronales que se realizaron durante la actividad, permitieron
detectar un aprendizaje significativo del 89.3%. El segundo contraste sobre
aprendizaje significativo hace referencia a que la enseñanza de conocimientos
cognitivamente complejos, desconexionados tantas veces del sistema emocional es
un error, ya que nada se aprende si no se ama o no significa algo. Así, se
comprobó que el aprendizaje significativo del 89.3% alcanzado en las pruebas,
se dio cuando a los estudiantes les gustó y entendieron lo que estaban
haciendo; las respuestas de la categoría de aprendizaje significativo mostraron
que el análisis del contenido les resultó fácil (87.0%); el sistema mostraba
las secuencias del aprendizaje con una lógica intuitiva (88.0%); el aprendizaje
lo consideraron para su nivel educativo (90.0%) y que fue fácil aprender con
una tecnología (92.0%). En consecuencia, se puede deducir que la RA activa las
redes neuronales para generar el pensamiento basado en secuencias lógicas y,
por tanto, se comprenden conocimientos más complejos.
Al transcurso de los años, se
han diseñado y rediseñado diversas herramientas para apoyar el aprendizaje de
un idioma, y en particular el inglés, mismas que se ofertan a los estudiantes
desde el nivel preescolar y hasta profesional e, inclusive, a toda persona
interesada en obtener este conocimiento. En este contexto, la RA es una
herramienta que, paulatinamente, se posiciona como una opción de soporte
educativo. Esta nueva tecnología es facilitadora para desarrollar habilidades
como la espacial, las habilidades prácticas y, por supuesto, la comprensión
conceptual de los estudiantes, mismas que son proporcionadas con la RA a través
de imágenes 3D, sonidos y archvios multimedia. Además, múltiples
investigaciones han demostrado que la implementación de la RA en el aula,
tradicional o no, ayuda a mejorar el proceso de aprendizaje en los alumnos,
aumenta su motivación, satisfacción y facilita el trabajo del docente.
De esta manera, y debido al
rápido desarrollo de las tecnologías móviles, a la aparición de los sitios web
con el internet, al inminente cambio mundial del sistema educativo tradicional
-en todos sus niveles- y a la trascendencia de las redes sociales, se ha dado
en las últimas décadas un uso exponencial de las tecnologías en el aula. Una de
las metodologías más exitosas para la integración tecnológica en el aula se ha
dado a través del modelo pedagógico Flipped Learning. La conjunción de este
modelo pedagógico y la RA permite construir entornos educativos innovadores,
eficientes, de calidad y, sobre todo, totalmente adaptables a los tiempos
modernos. Esta dinámica de aprendizaje da total cumplimiento a los fundamentos
teóricos que justifican el Flipped Classroom, los cuales se focalizan,
principalmente, en la teoría del conflicto cognitivo de Piaget y en el
aprendizaje cooperativo basado en la Zona de Desarrollo Próximo de Vygotsky.
Ello debido a que el estudiante, que desea aprender el idioma inglés mediante
un sistema con RA, interactúa activamente con los materiales de aprendizaje y
se involucra con la recepción, integración y comunicación de información y
técnicas. Es decir, son los mismos estudiantes quienes construyen el
significado de dicho conocimiento conformándose como parte central del proceso
de aprendizaje.
Por su parte, esta dinámica
también satisface los cuatro pilares que sustentan el Flipped Learning. Es
decir, se cumplen los criterios establecidos por la Red de Aprendizaje
Invertido (Flipped Learning Networken, 2021): 1) Ambientes flexibles; 2)
Cultura de aprendizaje; 3) Contenido intencional y; 4) Educador profesional. En
particular porque en el aula el docente se involucra más en los procesos de
retroalimentación y optimiza su tiempo para que los estudiantes aprendan o
resuelvan sus dudas pero, sobre todo, se asegura de crear nuevas estrategias de
aprendizaje en el aula, mismas que permiten el desarrollo tanto de los
conceptos aprendidos fuera del aula como de poner en práctica las habilidades
de sus estudiantes dentro y fuera de ella. Por lo tanto, el profesor va más
allá del papel tradicional y facilita el desarrollo cognitivo de sus
estudiantes al permitirles la creación de nuevos entornos de aprendizaje donde
ellos son los protagonistas del conocimiento desarrollado a través de sus
actividades seleccionadas de un sistema con RA.
5. Conclusiones
El modelo tradicional de
enseñanza se puso a prueba con la pandemia mundial de Covid19 y mientras el ser
humano aceptaba los cambios originados por dicha pandemia nuevas metodologías
de enseñanza surgieron y otras tantas mostraron su viabilidad y eficiencia en
estos tiempos de cambio: El aula tradicional tuvo que transformarse en un aula
virtual y el docente pasó a ser “algo“ muy parecido a un holograma. Por
supuesto, las funciones del docente tuvieron que adaptarse a estas nuevas
necesidad educativas. Sobre todo, porque se vió obligado a transmitir su
conocimiento mediante nuevas tecnologías que, muy probablemente, no conocía y
tampoco sabía como operarlas. Sin embargo, las exigencias de un mundo inmerso
en dispositivos móviles los orillaron a sumergirse en entornos educativos
inovadores y totalmente orientados a las nuevas generaciones, las cuales no
tuvieron ningún percance con estas nuevas tecnologías. Simplemente, porque
crecieron y siguen evolucionando con ellas. El reto, definitivamente, fue para
los académicos e investigadores quienes decidieron no ser simplemente un
holograma si no transformarse en un guía para sus alumnos en el largo camino
del aprendizaje.
El uso de la RA implica un
quehacer tecnológico educativo que utiliza diversos escenarios de realidad
virtual con el objetivo de simular el funcionamiento de elementos abstractos,
de tal manera que, a través de diversos efectos visuales y multimedios, los
alumnos puedan abstraer el aprendizaje significativo y lo relacionen con sus
conocimientos previos; todo ello con la finalidad de que aprendan e
identifiquen palabras en inglés. Al utilizar la RA en los procesos educativos
de los niños, y más específicamente en la enseñanza de otro idioma, demuestra
que si se logra encapsular determinadas características idóneas entonces
lograrán aprender mediante distintos estilos de aprendizaje como el auditivo,
kinestésico y visual que, utilizados de manera conjunta, les permitirá
desarrollar al máximo su potencial cognoscitivo.
A través del presente trabajo
se verificaró que la RA es una herramienta innovadora, eficiente y accesible
que sirve de apoyo en un modelo pedagógico Flipped Learning porque se cumple lo
siguiente:
1.
La RA es una herramienta útil
y de fácil manejo, que funciona para construir ambientes de aprendizaje
idóneos, los cuales permiten que los alumnos se sientan motivados, animados y
con ganas de seguir aprendiendo.
2.
Con el apoyo de la RA se
pueden generar sistemas que ayuden al aprendizaje de conocimientos abstractos o
difíciles de percibir.
3.
En el aprendizaje del inglés
se manejan modelos donde la apariencia y forma ayudan y fortalecen el
aprendizaje, los cuales se pueden representar con objetos tridimensionales.
4.
La interacción con la RA y los
materiales multimedia que se añaden a la realidad física permiten que los
sentidos sensoriales de los estudiantes se estimulen, particularmente en el
nivel básico, lo cual permite, a su vez, que estos estudiantes aprendan de
manera auditiva, visual y kinestésica.
5.
El costo de diseño dependerá
de cuánto se disponga inverter en los accesorios y complementos para mostrar la
RA, pero la programación y el diseño de la realidad virtual (diseño
tridimensional, la simulación y la página web) generalmente no son muy
costosos. No obstante, una ventaja del sistema propuesto es que podría
reutilizarse, adaptando nuevos conocimientos y modelos tridimensionales de
acceso libre en internet. Finalmente, mencionar que los retos de la RA para
ambientes educativos son bastos y trascendentales. Sin embargo, una
contribución de esta naturaleza permite cimentar las bases para ampliar el
actual horizonte del aprendizaje y crear un nuevo mosaico del conocimiento.
Augmented reality as an innovative and
efficient technology for language learning in a Flipped Learning pedagogical
model
1.
Introduction
In a globalized world, new ways of learning are
currently needed and, consequently, innovative technological tools that support
emerging learning processes (Valverde-Berrocoso et al., 2021). New technologies
help create innovative learning environments through which people learn or
train their acquired skills in various fields of knowledge (Sailer et al.,
2021). This dynamic has created the evident need for the new generations to
learn another language other than their mother tongue and require current
technological means that promote constant training (Kessler, 2018), which can
be implemented in schools or be accessible individually to students. that
interested people train constantly (Abuhassna et al., 2020). The learning of
new languages is one of the activities that is carried out most frequently in
basic level schools, this is mainly due to the following result: the younger the
age of the individuals for the learning of languages other than the then the
cognitive plasticity of the individual to assimilate a foreign language is
greater (Pliatsikas, 2020; Birdsong, 2018).
In the Education First report (2020) it is mentioned
that more than a billion people speak English as their first or second
language, while hundreds of millions more speak it as their third or fourth
language; these figures make it the second most spoken language in the world.
The English language is used in more than 60 countries and is used for writing
books, newspapers, airport signs and air traffic control, international
business and academic conferences, science, technology, medicine, diplomacy,
sports, international competitions, music. , advertising, among others. In
addition, the publications -especially scientific ones- that are more likely to
be consulted are written in English (Di Bitetti & Ferreras, 2017), which
means that millions of young people study English at different educational
levels (Cristal, 1987, cited by Pennycook, 2017). However, people currently
require many languages to build more effective communication internationally
(Cummins, 2021).
The importance of the English language cannot
currently be denied and ignored (Nishanthi, 2018). In addition to being one of
the most common languages spoken in the world, the benefits or advantages of a
person learning this language are multiple, among them, the following can be
mentioned: it is the language of the academy; gives you access to a wealth of
written, online or print media; comes in handy when traveling; it is essential
if you want to work in an international company, among many others (Srinivas
Rao, 2019). However, something very important is associated with this language:
knowledge of English is necessary if a person wants to progress and succeed in
life (OECD, 2020; Butler & Le, 2018). Undoubtedly, this is why a large
number of schools around the world have considered the teaching of the English
language in their study plans, especially in the first years of children's
learning (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2017;
Council of Europe, 2018). Thus, throughout the world, learning this language is
an activity that is carried out more frequently in elementary schools (The
Curriculum Development Council, 2017; Rao & Yu, 2019). This last
perspective has the premise that children take better advantage of their
cognitive system than they have at that age (Williams et al, 2021). Children
who begin to learn the English language normally associate words with images
and sounds, this makes it easier for them to assimilate knowledge and increases
their educational interest (Roberts et al., 2018; Garton & Copland, 2019).
The need to have increasingly younger and better
prepared human resources motivate teachers and researchers to generate new
educational environments or learning techniques so that children assimilate the
English language as quickly and effectively as possible so that, when they need
it, it is easier for them to enter a highly competitive globalized context. In
this context, it makes sense to create and provide a new way of learning for a
specific group of students, in particular for children who have the opportunity
to learn the English language in their school. It is clear that the transfer of
knowledge has evolved gradually over time, and it is also logical that the
process of educating has also shown changes (Kayapinar, 2021). Thus, the new
generations of students have a lot to do with the so-called new technologies,
mainly because they have grown up with them and are prepared to use them and
adapted to assimilate them quickly. Undoubtedly, the challenge is for academics
and developers of these technologies, since they must create new contexts and
innovative, efficient, and interesting technological tools to capture the
greatest possible attention of children but, above all, prepare them as soon as
possible for the challenges that a globalized world holds for them in the
future.
Currently, there are multiple and innovative ways of
teaching and transmitting knowledge (Huang et al., 2019), especially those that
make use of Information and Communication Technologies (ICT) (Llevot-Calvet,
2018). However, the pedagogical model called Flipped Learning has become
extremely important due to its effectiveness (Zheng et al, 2020; Shraddha et
al, 2021; López et al., 2020; Keer, 2020); The Flipped Learning model already
existed before the COVID19 pandemic, however, during this global crisis it was
found to be an efficient and fully viable pedagogical model during a health
situation of this nature (Smith, 2021; Campillo-Ferrer & Miralles-Martínez,
2021). However, the strength of this pedagogical model has been proven over the
years and as new technologies are implemented for its adaptation
(Palazón-Herrera & Soria-Vílchez, 2021; Birgili et al., 2021; Alrashed
& Bin, 2021). The Academy of Arts and Sciences of Active Learning (AALAS)
has succeeded in integrating a more precise, concise, and buzzword-free
definition for a Flipped Learning pedagogical model. This definition was
endorsed by 49 international delegates: “Flipped Learning is a framework that
allows educators to reach all students. The Flipped Approach inverts the
traditional classroom model by introducing course concepts before class,
allowing educators to use class time to guide each student through active,
hands-on, and innovative applications of course principles” (AALAS, 2022).
The Flipped Learning model establishes a novel
framework within which students receive a personalized and appropriate
education to meet their individual learning needs (van Alten, et al., 2021;
Samaila, Masood & Chau, 2021). Of course, this pedagogical model depends on
multiple factors: the role of the students, the role of the instructor, the use
of technologies, the availability to collaborate and interact, the design of
innovative and interesting online environments, and the commitment to the student's
training. , the key elements of the classroom and the will to generate a
feedback dynamic (Birgili et al., 2021). It is at this point where new
technologies take on great importance because although knowledge is currently
more accessible and is presented in various ways and languages, these are times
when academics and researchers must transform traditional learning models by
designing new, but above all innovative and efficient, teaching environments.
In this scenario, Augmented Reality (AR) has been the
ideal complement for various educational applications and the teaching of
English (Redondo, 2020; Abad-Segura, 2020). It is also useful due to the basic
characteristics that define it as a technology through which the visualization
of the real environment is augmented by elements or objects generated by a
computer or mobile device (Rohrbachet al., 2021; Karagozlu, 2021). To show this
idea, an AR-based system is required that includes the following: 1) several
applications that, together, encapsulate the elements to interact; 2) that
these elements merge into a design to interact with students; 3) that said
design allows visualizing the real world, thereby facilitating an association
with the physical world (Roopa, 2021). Undoubtedly, all these AR elements,
combined simultaneously with the benefits of a Flipped Learning model, are
catalysts for the creation of quality learning environments (Chang & Hwang,
2018).
2. Methodology
In this work, a Service Oriented Architecture (SOA)
type system is created. This system is aimed at managing other modules or
secondary systems, which are linked to each other to interact with the user who
is interested in learning the English language, in our case children from the
basic educational system (for the programming of these modules, Html was used
and JavaScript). In this sense, the AR is "the module" that will be
seen by the student, which when "triggered/activated" will initiate
the interaction, showing, as a result, the modules that are related to each
other, generally through a mobile device. This SOA system is designed using the
OASIS program (Outil Auteur de Simulations Interactives Avec Scénarios) (OASIS,
2021), which allows the creation and use of standard type interfaces, which
facilitate the services of different technologies (such as AR), and even
dissimilar data formats. Furthermore, these interfaces can exchange information
without having to resort to delimited interfaces.
On the other hand, the SketchUp Make program was used
to create the 3D images, as it is a free version. As AR is visualized with
virtual objects that can be displayed through the association that exists
between the initial two-dimensional image with a three-dimensional one, then an
image is presented on the screen of the mobile device and, gradually, it will
take the form of the desired three-dimensional model. show the student (the
Flash program was used to make this animation and it was saved in gif format),
which can be manipulated to view it from a different position and angle, giving
the appearance of a real physical model. In this way, for the generation of the
RA, programming in lines of code was necessary, which is why JavaScript was
used, which is a fairly robust program to make this type of code and where the
AR-Frame libraries are essential for its implementation. Consequently, and to
carry out the programming in lines of code, a web server and a file repository
were used to execute the corresponding programming codes in line. Therefore,
the system presented in this work is a means of training young students to
become interested in the English language and exercise it by learning the names
of animals, things, foods, means of transportation, stars, and multiple
categories are shown. through AR. In other words, this system works by associating
multiple resources with words written by the student and is modeled with
various Menus (animals, stars, foods, objects, transportation, etc.). Of
course, these Menus can be increased gradually, in addition, the system tests
the training of each student since its design allows analyzing the results
through their answers (it even generates a history of their progress), which
facilitates the creation of new training approaches. learning from previously
established premises (Figure 1).
Figure 1
Sequence diagram for an
AR-based system
Finally, and to evaluate the efficiency of this system
as a Flipped Learning model, a statistically significant sample of 389 students
from 10 public schools in the Mexico City Metropolitan Area (ZMCM) was
calculated. This sample was calculated by stratified random sampling with
proportional allocation without knowledge of the total population and with 95%
confidence, 5% error, and 50% homogeneity (Cochran, 2017). Three research instruments
were applied to these 389 students: 1) Observation of their performance outside
of class through the application of AR; 2) Interaction of the teacher and the
students in the class (motivation of the student when using the application
with AR and proposals to improve the class) and; 3) Interview, online, with the
student. For the first two research instruments, 10 questions were integrated
with each one of them with dichotomous answers (the questions were implemented
with JavaScript events carried out in the SDK platform), which served as input
so that, through the SDK platform, it is shown the score obtained for each
section or section of questions. For its part, the interview followed a
questionnaire-type format (with 20 questions) where the student expressed his
experience using an app with AR to learn English. In addition, the
questionnaire was designed to capture the experience of each student and, based
on their answers, evaluate the following advantages of the AR app: a) Ease of
use; b) Motivation; c) Performance, and; d) Significant Learning. The
information was analyzed using descriptive statistics and Cronbach's alpha was
used to validate the questionnaire (Taber, 2018).
3. Analysis and results
Various studies indicate that AR can considerably improve
the academic performance of students (Petrov & Atanasova, 2020). This
requires the creation of new, but above all innovative and efficient,
educational systems fully focused on generating contexts that contain tools
that are easy to use and implement but, at the same time, that their costs are
measured in low monetary terms and, on the other hand, that its benefits are
the highest possible. To respond to these needs, this paper proposes a system,
based on AR, for learning the English language for basic level students, which
makes use of a mobile device and starts with the Main Menu (Figure 2) where The
training words are categorized and whose purpose, when repeating them, is for
the student to learn their correct spelling and pronunciation in the English
language.
Figure 2
Initial menu of an information
system to learn English with AR
In this AR system, the images
used, in all the categories, are stored in a database and each of them is
associated with the correct word in English that the student will search for
using a capture line. This system has two independent modules to motivate the
student: Module with Tutorial. When the word written in English is not found in
the list of stored words or is written incorrectly, then the system will ask
the student to enter the word in Spanish. In this way, the system locates the
word in Spanish and associates it with its corresponding word in English, which
is shown to the student with a message -text and audio- indicating that
“<desired word> is written in English as follows <word found>”. In
addition, a button is presented so that the student listens, through an audio
file, to the correct way to pronounce the desired word in English;
Module without Tutorial. If the student begins his training without wanting to
know how to write a word from English to Spanish (so that he is motivated and
remembers the way it is written), then he can choose the option from the Menu
where he will be asked, in a text box, write the desired English word to
activate the search process. In this way, if the student chooses the category
“Animals”, then the system displays the image randomly located in the database
(Figure 3).
AR system with a randomly
generated image
If the student knows how to
write the word that is related to the image, then they will write it in the
text box that contains the interface. Figure 4 shows how the word CAT (GATO) is
written.
AR system with the word
written by the student
Figure 5
AR system with a motivational message for success
If the written word does not match the projected image, the system sends
an error message and suggests how to write the word correctly. In addition, the
system provides the student with a limited number of opportunities to spell the
word correctly (Figure 6).
Figure 6
RA system with a validation message
In this way, the student can press the Next (SIGUIENTE) option to
continue with the training. Each time it continues, the system issues the
evaluation with the correct result (Figure 7).
Figure 7
Evaluation with the number of hits
This AR-based system has 400 images available and other examples can be
seen in Figure 8, where the training for the words Helicopter (HELICÓPTERO),
Donut (DONA), and Gloves (GUANTES) is shown, and the words Cockroach
(CUCARACHA), Crocodile (COCODRILO), Spider (ARAÑA) respectively.
Figure 8
AR system for Bird word
training
The results to
evaluate the efficiency of this system with AR, as a Flipped Learning model,
are presented in Table 1. The first two research instruments used showed that
AR is an innovative and efficient technological tool to strengthen English
language learning. in the students of the basic level of the ZMCM through a
Flipped Learning pedagogical model. This is because the extra-class activities
were more motivational and the feedback from the teacher, already with previous
learning with the RA, allowed to generate a more dynamic environment and to
interact more with the teacher with the desire to learn more words, which
allowed the construction of short sentences in English in the classroom.
Table 1
Results to evaluate the efficiency of a system with RA
|
Research instrument |
with RA |
without RA |
|
Observing your performance outside of class using
the AR application |
89.3 % |
35.0 % |
|
Interaction of the teacher and students in the class
(student motivation when using the application with AR and proposals to
improve the class) |
94.7 % |
35.7 % |
After
randomly selected students had the opportunity and experience to learn about
the AR system, they were given a survey. The purpose of this survey was to know
three evaluation parameters, consistent with the objective of this research,
and where the purpose involved evaluating and knowing an innovative way of
learning English through an AR system. The first result for this survey was
that Cronbach's alpha had a value of 83.1%, which implies that the
questionnaire meets the objective of the study for which it was designed and,
therefore, is valid and consistent. Consequently, the results for the three
criteria evaluated by this research instrument were as follows:
Easy to use
With
the educational resources that were implemented, it was observed that intuitive
and easy-to-handle educational elements can be generated; This result was
demonstrated with 93.8%, since when compared to the percentage obtained with
the resources without AR, it seemed that it should be the same or less easy
than using paper (60% ease), however, the students evaluated it according to
what they learned. This result allowed us to assert that AR facilitates the
imparting of knowledge to teachers and its acquisition by students, which was
reflected in their learning. Therefore, the implementation of technological
resources in the classroom helped improve the learning process, increased
motivation, and facilitated the teacher's work.
Motivation
In
this context, it was found that the AR motivated the students, in 94.7%, with
elements that served to use their primary senses, proving this in the item in
the interviews, where the students answered that they liked the images, the
audio and the interaction with the AR through the devices and, consequently,
they were excited to use these overlay systems in real contexts. In the study,
the students were happy, curious, and eager to use the educational tools, data
that was combined with the interviews and from which it was determined that the
students liked the elements of the AR in 95.4%, the structure of the system is
93.0%, they would like to learn other topics with RA in 95.3% and that they
felt excited in 95%. These results allow us to argue that AR generates contexts
where dopamine overflows to include the desire to continue learning, to
appropriate that knowledge, and store it in long-term memory.
Performance
The
students obtained a performance of 86.4% because there were many words to learn
in a short time. Therefore, this result allows us to argue that the learning
that is obtained, and that remains engraved in the mind in the long term, is
easier to obtain when it is understood in a 3D model than when using flat (2D)
resources. This immediate evaluation of the student allows decisions to be made
at the appropriate time for their improvement, in addition, it optimizes the
participation of the students and the benefit is
reflected in later sessions. The evaluation shown by the RA-based systems is
carried out at the time of training or the end, allowing the student to
self-assess and, when necessary, continue training. This result emphasizes that
when using a system based on RA, a 26% improvement in student performance is
obtained. Therefore, it can be affirmed that the evaluation through an AR-based
system helps students generate challenges with themselves, based on the synergy
of real and digital contexts, which allow them to increase their performance.
Significant learning
The
neural maps that were made during the activity, allowed to detect significant
learning of 89.3%. The second contrast on significant learning refers to the
fact that the teaching of cognitively complex knowledge, disconnected so many
times from the emotional system, is a mistake since nothing is learned if one
does not love or does not mean something. Thus, it was found that the
significant learning of 89.3% achieved in the tests, occurred when the students
liked it and understood what they were doing; the responses from the meaningful
learning category showed that content analysis was easy for them (87.0%); the
system showed the learning sequences with an intuitive logic (88.0%); learning
was considered for their educational level (90.0%) and that it was easy to
learn with a technology (92.0%). Consequently, it can be deduced that AR
activates neural networks to generate thinking based on logical sequences and,
therefore, more complex knowledge is understood.
4. Discussion
Over the years, various tools
have been designed and redesigned to support the learning of a language, and in
particular English, which is offered to students from preschool to professional
level and, even, to anyone interested in obtaining this knowledge. In this
context, AR is a tool that is gradually positioning itself as an educational
support option. This new technology is a facilitator to develop skills such as
spatial, practical skills, and, of course, the conceptual understanding of
students, which are provided with AR through 3D images, sounds, and multimedia
files. In addition, multiple investigations have shown that the implementation
of AR in the classroom, traditional or not, helps improve the learning process
in students, increases their motivation, and satisfaction, and facilitates the
work of the teacher.
In this way, and due to the
rapid development of mobile technologies, the appearance of websites with the
Internet, the imminent global change in the traditional educational system -at
all levels- and the importance of social networks, it has become in recent
decades an exponential use of technology in the classroom. One of the most
successful methodologies for technology integration in the classroom has been
through the Flipped Learning pedagogical model. The conjunction of this
pedagogical model and AR allows the construction of innovative, efficient,
quality educational environments and, above all, fully adaptable to modern
times. This learning dynamic fully complies with the theoretical foundations
that justify the Flipped Classroom, which focuses mainly on Piaget's theory of
cognitive conflict and cooperative learning based on Vygotsky's Zone of
Proximal Development. This is because the student, who wishes to learn the
English language through an AR system, actively interacts with the learning
materials and is involved in the reception, integration, and communication of
information and techniques. In other words, it is the students themselves who
construct the meaning of said knowledge, forming a central part of the learning
process.
For its part, this dynamic
also satisfies the four pillars that support Flipped Learning. In other words,
the criteria established by the Flipped Learning Network (2021) are met: 1)
Flexible environments; 2) Learning culture; 3) Intentional content, and; 4)
Professional educator. Particularly because in the classroom the teacher is
more involved in the feedback processes and optimizes his time so that the
students learn or resolve their doubts but, above all, he makes sure to create
new learning strategies in the classroom, which allow the development both of
the concepts learned outside the classroom and of putting into practice the
skills of their students inside and outside of it. Therefore, the teacher goes
beyond the traditional role and facilitates the cognitive development of their
students by allowing them to create new learning environments where they are
the protagonists of the knowledge developed through their selected activities
from an AR system.
5. Conclusions
The traditional teaching model
was put to the test with the global Covid19 pandemic and while the human being
accepted the changes caused by said pandemic, new teaching methodologies
emerged and many others showed their viability and efficiency in these times of
change: The traditional classroom had to become a virtual classroom and the
teacher became "something" very similar to a hologram. Of course, the
functions of the teacher had to adapt to these new educational needs. Above
all, because he was forced to transmit his knowledge through new technologies
he, most likely, did not know and did not know how to operate. However, the
demands of a world immersed in mobile devices forced them to immerse themselves
in innovative educational environments oriented to the new generations, which
had no mishap with these new technologies. Simply because they grew and
continue to evolve with them. The challenge was for the academics and
researchers who decided not to be simply a hologram but to become a guide for
their students on the long path of learning.
The use of AR implies an
educational technological task that uses various virtual reality scenarios to
simulate the operation of abstract elements, in such a way that, through
various visual and multimedia effects, students can abstract meaningful
learning and relate it to their prior knowledge; all with the aim of learning
and identifying words in English. By using AR in the educational processes of
children, and more specifically in the teaching of another language, it shows
that if it is possible to encapsulate certain suitable characteristics, then
they will be able to learn through different learning styles such as auditory,
kinesthetic and visual, which, used in together, will allow them to fully
develop their cognitive potential.
Through this work, it was
verified that AR is an innovative, efficient and accessible tool that supports
a Flipped Learning pedagogical model because the following is true: 1) AR is a
useful and easy-to-use tool that works to build suitable learning environments,
which allow students to feel motivated, encouraged and eager to continue
learning; 2) With the support of AR, systems can be generated that help the
learning of abstract or difficult-to-perceive knowledge; 3) In learning
English, models are used where appearance and form help and strengthen
learning, which can be represented with three-dimensional objects; 4) The
interaction with the AR and the multimedia materials that are added to the
physical reality allow the sensory senses of the students to be stimulated,
particularly at the basic level, which, in turn, allows these students to learn
auditorily , visual and kinesthetic; 5) The design cost will depend on how much
you have to invest in the accessories and complements to show the AR, but the
programming and design of virtual reality (three-dimensional design, the
simulation and the web page) are generally not very expensive. However, one
advantage of the proposed system is that it could be reused, adapting new
knowledge and freely accessible three-dimensional models on the Internet.
Finally, mention that the challenges of AR for educational environments are
vast and transcendental. However, a contribution of this nature allows laying
the foundations to broaden the current horizon of learning and create a new
mosaic of knowledge.
References
Abad-Segura, E., González-Zamar M.D.,
Luque-de la Rosa, A., & Morales C., M.B. (2020). Sustainability of
Educational Technologies: An Approach to Augmented Reality Research. Sustainability,
12(10), 4091. https://doi.org/10.3390/su12104091
Abuhassna, H., Al-Rahmi, W.M., Yahya,
N. et al. (2020). Development of a new model on utilizing online learning
platforms to improve students’ academic achievements and satisfaction. International
Journal of Educational Technology in Higher Education, 17, 38. https://doi.org/10.1186/s41239-020-00216-z
Alrashed,Y., & Bin, I.A. (2021).
Flipped Learning in Science Education: Implications and Challenges. Psychology
and Education, 58(1), 5697-5707. https://doi.org/10.17762/pae.v58i1.1973
Birdsong, D. (2018). Plasticity,
Variability and Age in Second Language Acquisition and Bilingualism. Frontiers
in Psychology, 9, 81. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2018.00081
Birgili, B., Seggie, F.N., &
Oğuz, E. (2021). The trends and outcomes of flipped learning research
between 2012 and 2018: A descriptive content analysis. Journal of Computers
in Education, 8, 365-394. https://doi.org/10.1007/s40692-021-00183-y
Butler, Y.G., & Le, V.N. (2018). A
Longitudinal Investigation of Parental Social-Economic Status (SES) and Young
Students’ Learning of English as a Foreign Language. System, 73, 4-15. https://doi.org/10.1016/j.system.2017.07.005
Campillo-Ferrer, J.M., &
Miralles-Martínez, P. (2021). Effectiveness of the flipped classroom model on
students’ self-reported motivation and learning during the COVID-19 pandemic. Humanities
and Social Sciences Communications, 8, 176. https://doi.org/10.1057/s41599-021-00860-4
Chang, S.C., & Hwang, G.J. (2018).
Impacts of an augmented reality-based flipped learning guiding approach on
students’ scientific project performance and perceptions. Computers &
Education, 125, 226-239. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2018.06.007
Cochran,
W.G. (2017). Sampling Techniques (Third edition). John Wiley & Sons.
Council of
Europe (2018). Common European Framework of Reference for Languages:
Learning, Teaching, Assessment. Companion Volume With
New Descriptors. European Commission.
Cummins, F.
(2021). Language as a problema. Language Sciences,
88, 101433. https://doi.org/10.1016/j.langsci.2021.101433
Di
Bitetti, M.S., & Ferreras, J.A. (2017). Publish (in English) or perish: The effect on citation
rate of using languages other than English in scientific publications. Ambio, 46, 121-127. https://doi.org/10.1007/s13280-016-0820-7
Education
First (2020). EF EPI. Índice del Dominio del Inglés de EF. Una clasificación de 100 países y regiones por
sus habilidades de inglés. https://www.ef.com.mx/epi/
Flipped
Learning Networken (2021). The Four Pillars of FLIP. www.flippedlearning.org/definition
Garton, S., & Copland, F. (2019). The
Routledge Handbook to Teaching English to Young Learners. Taylor &
Francis group.
Huang, R., Spector, J.M., & Yang,
J. (2019). Educational Technology a Primer for the 21st Century.
Springer Nature.
Kayapinar, U. (2021). Teacher
Education. New Perspectives. IntechOpen Book Series.
Kerr, P. (2020). Flipped learning.
Part of the Cambridge Papers in ELT series. Cambridge University Press.
Kessler, G. (2018). Technology and the
future of language teaching. Foreign Language Annals, 51, 205-218. https://doi.org/10.1111/flan.12318
Llevot-Calvet, N. (2018). Advanced
Learning and Teaching Environments. Innovation, Contents and Methods.
IntechOpen Book Series.
López N., J.A., López B., J., Moreno
G., A.J., & Pozo S., S. (2020). Effectiveness of Innovate Educational
Practices with Flipped Learning and Remote Sensing in Earth and Environmental
Sciences-An Exploratory Case Study. Remote Sensing, 12(5), 897. https://doi.org/10.3390/rs12050897
National Academies of Sciences,
Engineering, and Medicine (2017). Promoting the Educational Success of
Children and Youth Learning English: Promising Futures. The National
Academies Press. https://doi.org/10.17226/24677
Nishanthi, R. (2018). The importance of
Learning English in Today World. The international Journal of Trend in
Scientific Research and Development, 3(1), 871-874.
OASIS (2021). Advancing open standards
for the information society. http://www.c5.cl/ieinvestiga/actas/ribie98/279.html
OECD (2020). How How language learning
opens doors. https://www.oecd.org/pisa/foreign-language/opens-doors.pdf
Palazón-Herrera, J., &
Soria-Vílchez, A. (2021). Students’ perception and academic performance in a
flipped classroom model within Early Childhood Education Degree. Heliyon,
7, e06702. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e06702
Petrov, P.D., & Atanasova, T.V.
(2020). The Effect of Augmented Reality on Students’ Learning Performance in
Stem Education. Information, 11(4), 209. https://doi.org/10.3390/info11040209
Pliatsikas, C. (2020). Understanding
structural plasticity in the bilingual brain: The Dynamic Restructuring Model. Bilingualism:
Language and Cognition, 23, 459-471. https://doi.org/10.1017/S1366728919000130
Rao, Z., & Yu, P. (2019). Teaching
English as a foreign language to primary school students in East Asia:
Challenges and future prospects. English Today, 35(3), 16-21. https://doi.org/10.1017/S0266078418000378
Redondo, B., Cózar-Gutiérrez, R.,
González-Calero, J.A. et al. (2020). Integration of Augmented Reality in the
Teaching of English as a Foreign Language in Early Childhood Education. Early
Childhood Education Journal, 48, 147-155. https://doi.org/10.1007/s10643-019-00999-5
Roberts, T.A., Vadas, P.F., &
Sanders, E.A. (2018). Preschoolers’ alphabet learning: Letter name and sound
instruction, cognitive processes, and English proficiency. Early Childhood
Research Quarterly, 44, 257-274. https://doi.org/10.1016/j.ecresq.2018.04.011
Rohrbach, N., Hermsdörfer, J., Huber,
L.M. et al. (2021). Fooling the size-weight illusion-Using augmented reality to
eliminate the effect of size on perceptions of heaviness and sensorimotor
prediction. Virtual Reality, 25, 1061-1070. https://doi.org/10.1007/s10055-021-00508-3
Roopa, D., Prabha, R., & Senthil,
G.A. (2021) Revolutionizing education system with interactive augmented reality
for quality education. Materials Today: Proceedings, 46(9), 3860-3863.
https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.294
Sailer, M., Murböck, J., & Fischer,
F. (2021). Digital learning in schools: What does it take beyond digital
technology? Teaching and Teacher Education, 103, 103346. https://doi.org/10.1016/j.tate.2021.103346
Samaila, K., Masood, M., & Chau,
K.T. (2021). Using Flipped Classroom Model: Factors Influencing Students’
Satisfaction. European Journal of Interactive Multimedia and Education, 2(2),
e02112. https://doi.org/10.30935/ejimed/11260
Shraddha, B.H. et al. (2021). Enhanced Learning
Experience by Comparative Investigation on Pedagogical Approach: Flipped
Classroom. Procedia Computer Science, 172, 22-27. https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.05.003
Smith, R. (2021). Flipped Learning
During a Global Pandemic: Empowering Students with Choice. International
Journal of Multidisciplinary Perspectives in Higher Education, 5(1),
100-105. https://doi.org/10.32674/jimphe.v5i1.2428
Srinivas Rao, P. (2019). The Role of
English as a Global Language. Research Journal Of English, 4(1),
65-79.
Taber, K.S. (2018). The Use of
Cronbach’s Alpha When Developing and Reporting Research Instruments in Science
Education. Research in Science Education, 48, 1273-1296. https://doi.org/10.1007/s11165-016-9602-2
The Curriculum Development Council
(2017). English Language Education. Key Learning Area Curriculum Guide
(Primary 1-Secondary 6). https://www.edb.gov.hk/en/index.html
Valverde-Berrocoso, J.,
Fernández-Sánchez, M.R., Revuelta Dominguez, F.I., & Sosa-Díaz, M.J. (2021).
The educational integration of digital technologies preCovid-19: Lessons for
teacher education. PLoS ONE, 16(8), e0256283. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0256283
van Alten, D.C.D., Phielix, C.,
Janssen, J., & Kester, L. (2021). Secondary students’ online self-regulated
learning during flipped learning: A latent profile analysis. Computers in
Human Behavior, 118, 106676. https://doi.org/10.1016/j.chb.2020.106676
Williams, L., Parthasarathy, P., &
Molnar, M. (2021). Measures of Bilingual Cognition–From Infancy to Adolescence.
Journal of Cognition, 4(1), 45. https://doi.org/10.5334/joc.184
Zheng, L., Bhagat, K.K., Zhen, Y.,
& Zhang, X. (2020). The Effectiveness of the Flipped Classroom on Students’
Learning Achievement and Learning Motivation: A Meta-Analysis. Journal of
Educational Technology & Society, 23(1), 1-15. https://www.jstor.org/stable/26915403