El metaverso en el proceso de enseñanza-aprendizaje: la interpretación de la torre del homenaje del castillo de Montilla
- Autores: Alejandro Mohedo Gatón
- Directores de la Tesis: Rafael Enrique Hidalgo Fernández (dir. tes.), Paula María Triviño Tarradas (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2022
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Montes Tubio (presid.), Isabel Luisa Castillejo González (secret.), Luz-Marina Salas-Acosta (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Agraria, Alimentaria, Forestal y del Desarrollo Rural Sostenible por la Universidad de Córdoba y la Universidad de Sevilla
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. introducción o motivación de la tesis El metaverso o el más allá de la realidad se está introduciendo en nuestro día a día, al igual que en su día lo hizo internet y la tecnología 3G en dispositivos móviles. Hoy, nos encontramos en los albores de una nueva revolución tecnológica que, como suele ocurrir en este nuevo mundo de hipervelocidad, no durará mucho. Dentro de pocos años la gran mayoría de habitantes del planeta estarán habituados a este nuevo mundo sin fronteras físicas, ya que los grandes gigantes tecnológicos (Microsoft, Facebook, -que ya es Meta-, Google, Apple, etc.) están invirtiendo en ello. El concepto en sí no es nada nuevo, aunque sí el enfoque que se da en este trabajo. De hecho, esta tesis doctoral aborda de una manera práctica y útil el conocimiento de lo que hasta ahora ha recibido diversas denominaciones, más técnicas que populares, como Realidad Aumentada, Realidad Virtual o Realidad Mixta, etc. Hasta no hace demasiado tiempo carecía de una designación global. Y ha sido precisamente Zuckerberg quien le ha dado un nombre que trasciende a lo puramente técnico o popular: el ‘metaverso’, un apelativo dirigido directamente a las masas.
En efecto, este trabajo de investigación es un proceso de desarrollo práctico que no pretende descubrir el metaverso al público general sino incorporarlo en los procesos de enseñanza-aprendizaje de grado y posgrado, mediante un prototipo -no catálogo- de ejercicios de inmersión tecnológica que favorezcan la interactividad con el individuo. Así, se tiene el propósito de contribuir en la incorporación de las últimas tecnologías de vanguardia de la realidad virtual 3D, ya sea mixta, aumentada o una combinación de ellas, (metaverso, en una palabra) para mejorar la conexión y la motivación entre el alumnado y su profesorado.
Para lograr nuestro principal objetivo, se parte de unas actividades sencillas de geometría descriptiva en la que los discentes puedan ver la pieza a representar gráficamente interactuando con ella. Pero el fin último es realizar ejercicios de mayor complejidad, en los que confluyan varias competencias curriculares como, el patrimonio cultural, su comprensión y su interactividad con el público general, y más especialmente nuestra herencia ya desaparecida. Singularmente, esta se centra en la arquitectura defensiva medieval, de manera que se tratará de reconstruir una hipótesis de renderización virtual hiperrealista de la torre del homenaje del castillo de Montilla dentro del metaverso. Este trabajo engloba los conceptos de Realidad Aumentada, Mixta y Virtual, y permitirá experimentar un conjunto de percepciones que no se dan con otros sistemas de comunicación tridimensional. Mediante el resultado obtenido se ha podido comprobar cómo la aplicación de esta tecnología mejora notablemente la percepción visual y contribuye al conocimiento científico e histórico. Su aplicación en el aula sería una potente herramienta que facilitaría el proceso de enseñanza aprendizaje.
2. contenido de la investigación La tesis ha pasado por cuatro fases diferenciadas con una evolución constante y progresiva que ha ido alcanzando los objetivos propuestos, los cuales, aunque han continuado esenciales en origen, se han ido modificando, transformando y adaptando en aras de una mejora integral, tanto cualitativa como cuantitativa.
El conjunto presentado es amplío y heterogéneo, recoge múltiples disciplinas y avances tecnológicos que evolucionan de manera exponencial y obliga al investigador a permanecer en constante actualización para mantenerse al día.
Fase I: La investigación se centró en la aplicación del metaverso en la recuperación del patrimonio arquitectónico y arqueológico. Si bien, el término metaverso no se acuñó como tal desde el inicio, por tratarse de una terminología reciente aplicada a todas las técnicas de Realidad Virtual (RV), Realidad Aumentada (RA), Realidad Mixta (RM) y Realidad Disminuida (RD).
Aunque en un inicio, la aplicación de estas técnicas al patrimonio se entendía desde un punto de vista de recuperación y rehabilitación patrimonial e historicista, paulatinamente, la investigación evolucionó hacia la interpretación de ese patrimonio. Por tanto, en interpretación virtual hay que tomar decisiones en función del grado de precisión que se desea alcanzar, lo cual no implica ni da derecho a inventar. En realidad, no tendría nada de perverso crear un metaverso alejado de la realidad, siempre y cuando el autor de este sea sincero, y así lo ponga de manifiesto para sus usuarios. Por tanto, todas las decisiones que se han tomado para elaborar este trabajo de investigación son fruto del estudio y documentación de las distintas fuentes bibliográficas expuestas en el estado del arte, de la ayuda y entrevista a profesionales de distintas disciplinas a las que se le ha pedido su postura, y de visitas in situ a distintos monumentos, yacimientos e hitos patrimoniales que se han estimado de interés para el desarrollo de esta investigación.
Por un lado, se ha realizado una búsqueda y recogida de datos, tabulación, ordenación, análisis, elección de los más relevantes (torres, ubicación, murallas, elementos defensivos, entorno, etcétera…), y clasificación. Visitando entre otros los castillos de Almodóvar del Río, la torre Garcí de El Carpio y la torre de Belalcázar (para lo cual hubo que pedir los pertinentes permisos administrativos). Las visitas in situ a las ruinas del castillo del Gran Capitán en Montilla fueron muy numerosas y necesarias, además cabe destacar que se contó con la ayuda del arqueólogo Raimundo Ortiz Urbano. Asimismo, fue muy interesante, la aportación del cronista oficial de Montilla José Rey García sobre el citado castillo.
Fase II: Tras un análisis descriptivo y comparativo: elección de estrategias de diagnóstico; se han identificado y agrupado afirmaciones, encajándolas en planos, o tablas y mapas conceptuales; comparando datos con las distintas tipologías de castillos medievales y con distintas versiones que ofrecen los autores mencionados en fase I. Llega el momento de levantar el modelo tridimensional y de crear nuestro metaverso con ensayos propios y personales antes de exponerlos al público. Se podría afirmar que esta es la parte más ardua y costosa de todo este trabajo de investigación, pero al mismo tiempo se trata de la más importante y apasionante porque va a dar lugar al producto final de esta tesis, siendo por tanto esencial y relevante la dedicación y el tiempo dedicados a la misma.
En cuanto al proceso de producción virtual de nuestro metaverso, se expone de forma general en el apartado correspondiente de la metodología, no obstante, a lo largo de capítulos posteriores se irá profundizando en la creación de los metaversos propuestos para esta tesis doctoral.
No obstante, la difusión del trabajo ha sido importante a lo largo del desarrollo de esta investigación. Además de las publicaciones que se han elaborado en el seno del Departamento de Expresión Gráfica de la Universidad de Córdoba junto con mis directores de tesis, se ha tenido la oportunidad de contrastar estos primeros productos, de tipo más patrimonial, con los profesionales citados de Montilla, los cuales ofrecieron la oportunidad de exponer en dicha localidad los resultados obtenidos hasta el momento.
Fase III: Esta etapa alude a la necesidad de hacer pasar el metaverso propuesto por una muestra real en el aula que permita obtener resultados preliminares. Para ello, en acuerdo y colaboración con los directores de esta tesis, se toma la decisión de probar el metaverso con diferentes alumnos de grado matriculados en la materia de Dibujo Técnico impartida en los mismos.
Con esa intención, se adapta el metaverso a unos primeros ejercicios o experiencias reales más íntimamente ligadas a los conceptos propios de expresión gráfica, a los que los alumnos se enfrentan durante el momento de la investigación. Para ello, se realizan una serie de actividades docentes en el metaverso, que pasarán a detallarse en el siguiente capítulo, habilitándose los dispositivos de RV disponibles en el departamento para que los alumnos se sumerjan en esa experiencia virtual y tridimensional.
Por tanto, desde esta fase, el trabajo de investigación da un salto evolutivo hacia ese objetivo planteado al inicio de este subcapítulo: la aplicación de los metaversos en la docencia y la práctica en el aula. De manera que todos los productos anteriores han evolucionado, sin perder de vista ideas originales y esenciales para esta tesis, hacia una metodología que contribuya a la introducción e integración en la docencia de las nuevas tecnologías 3D mediante el desarrollo de actividades aplicadas.
Los resultados de la aplicación de esta tercera fase han culminado en la publicación en la revista “Virtual Reality”, indexada en el Journal Citation Report dentro del primer cuartil (incluida en el capítulo III de esta tesis doctoral).
Fase IV: Esta fase incluye la investigación, desarrollando y avanzado en los productos virtuales y metaversos expuestos para presentar esta tesis doctoral y obtener unas conclusiones extrapoladas del proceso expuesto. Posteriores estudios sobre experiencias con público real complementan en los mundos propuestos y esbozados en este trabajo de investigación, la metodología desarrollada a lo largo de todas las fases previas y que, como se comprobará en el capítulo final de conclusiones, se considera validada a la vista de los resultados obtenidos.
Es relevante este último apartado para justificar brevemente el índice de esta tesis doctoral, que, en cierta manera, se ha hecho corresponder tanto con el orden argumental y justificativo expuesto en este documento. El desarrollo y la evolución que ha tenido la investigación durante las distintas fases se incluye de manera expositiva de manera que favorezca la comprensión de este texto científico-técnico.
Ha sido necesario conocer el estado del arte de tres bloques temáticos, si bien, en cierta manera, cada uno de ellos podría ser la fusión de los otros: un primer bloque abordaría el estado de la cuestión de las nuevas tecnologías de la comunicación y la información, internet, la ingeniería gráfica e informática, el modelado tridimensional virtual, aumentada y mixta, en una palabra: el metaverso. El segundo bloque versaría sobre la aplicación del metaverso y la interpretación del patrimonio en el campo de la docencia. Por último, en el tercer bloque, se trataría el patrimonio histórico y cultural heredado, especialmente la arquitectura medieval y, dentro de ella, la torre del Homenaje del castillo de Montilla. Por tanto, trataremos los tres en subapartados diferenciados en su capítulo correspondiente.
Así, en el primer capítulo se realiza una introducción al metaverso y sus aplicaciones, indicándose los objetivos que pretende esta investigación, justificando las fases que se han acometido a lo largo del periodo doctoral hasta la fecha.
El segundo capítulo, profundiza de manera particular en la metodología del metaverso aplicada directamente en el aula a través de ejercicios de conceptos de iniciación y avanzados de la materia de Dibujo Técnico, así como la elaboración de elementos patrimoniales, tanto de piezas como de escenarios, para que el alumnado experimente e interactúe con ellos en el mundo virtual.
En el tercer capítulo se expone, traducido al castellano, el artículo publicado en la revista científica “Virtual Reality” (Triviño-Tarradas et al., 2021) sobre los resultados preliminares obtenidos tras experimentar con los alumnos los ejercicios desarrollados en el capítulo segundo.
La Realidad Aumentada (RA) y la Realidad Virtual (RV) son tecnologías innovadoras aplicadas al área de la expresión gráfica que están ganando influencia en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Aunque estos recursos innovadores permiten nuevas formas de enseñanza, aún no se tiene claro cómo estas aplicaciones pueden influir en la motivación de los estudiantes. El objetivo de este articulo ha sido evaluar si los ejercicios virtuales aumentan el nivel de motivación en diferentes tipologías de estudiantes universitarios. La muestra estuvo compuesta por estudiantes de grado y máster impartidos en la Universidad de Córdoba.
Estas herramientas se encontraban disponibles para los estudiantes a través de cuatro dispositivos: móviles, tabletas, ordenadores y gafas de realidad virtual. La motivación de los estudiantes se evaluó a través de la Instructional Materials Motivation Survey (IMMS) modificada por el modelo motivacional de atención, relevancia, confianza y satisfacción (ARCS).
En una escala Likert de 5 puntos, los resultados mostraron que estos recursos innovadores mejoran en gran medida el nivel de motivación de los estudiantes, especialmente en lo que se refiere al factor "relevancia" (µ= 4,01; σ = 0,98). Siendo la µ la media y σ la desviación típica de los datos.
En el cuarto capítulo se muestran todos los resultados de los ejercicios básicos y avanzados y de la interpretación patrimonial. Particularmente, todo lo relativo a la elaboración de elementos medievales virtuales en el metaverso y, en especial, la experiencia a escala real de la torre del Homenaje del castillo del Gran Capitán de Montilla. Este capítulo finaliza indicando las conclusiones obtenidas de esta tesis doctoral. Así mismo, se establecen los mecanismos de difusión de esta tesis doctoral.
En el quinto capítulo se muestran las referencias bibliográficas, así como los recursos utilizados para el desarrollo de esta tesis doctoral.
En sexto y último capítulo, se incluyen apéndices que se han considerado relevantes para este trabajo de investigación, donde se indican elementos tales como un pequeño glosario y los equipos técnicos de laboratorio empleados.
3.conclusión Con todo lo investigado durante esta tesis doctoral, se ha llegado a las siguientes conclusiones que se identifican en los seis puntos siguientes, dando respuesta a los objetivos específicos expresados en el primer capítulo de este documento:
Objetivo 1º. Hacer un uso pedagógico del metaverso, aplicado, por un lado, en el conocimiento del Dibujo Técnico en ingeniería, y por otro (sin perder el punto de vista de la expresión gráfica del ingeniero), del entorno físico de nuestro patrimonio, tanto edificado como paisajístico.
El uso del metaverso aplicado a las materias de expresión gráfica complementa la metodología tradicional docente en los cursos de grado y posgrado. La aplicación de estas tecnologías emergentes de Realidad Virtual y Aumentada en el aula asienta el aprendizaje cognitivo del alumnado de ingeniería gráfica. Los resultados obtenidos justifican que los recursos de visualización tridimensional enriquecen positivamente el proceso de aprendizaje universitario en las asignaturas de expresión gráfica en la educación universitaria.
Objetivo 2º. Aplicar el metaverso para que el usuario (alumnado y cualquier otro agente interesado) interactúe con los modelos generados.
Siguiendo una metodología precisa se ha elaborado una colección de ejercicios básicos y avanzados de sistema diédrico y axonométrico como material docente a impartir en los grados de Ingeniería Agroalimentaria y del Medio Rural, Grado de Ingeniería Forestal y el Grado de Ingeniería Electrónica Industrial de la Universidad de Córdoba. El repositorio creado se diseña mediante un sistema escalable con capacidad de adaptación a diferentes necesidades.
Objetivo 3º. Evaluar la respuesta del alumnado, principalmente, y del público en general ante las actividades y experiencias propuestas en el metaverso, especialmente el grado de atención, relevancia, confianza y satisfacción de los conceptos y desarrollo de las competencias clave e interdisciplinares en educación.
Se ha diseñado un cuestionario, como instrumento sólido y particularizado al segmento de la expresión gráfica en la ingeniería, para validar el modelo ARCS de evaluación y análisis del grado de motivación del alumnado. Algunas conclusiones del análisis son:
Objetivo 4º. Interpretar, de manera científica, el patrimonio heredado de la torre del Homenaje del castillo del Gran Capitán de Montilla.
Se plantea una hipótesis plausible en el metaverso de la torre del Homenaje del castillo del Gran Capitán de Montilla profundizando en las referencias históricas y fuentes escritas documentadas por cronistas, arqueólogos y destacados historiadores, la documentación gráfica existente de distintas épocas y tomando como referencias constructivas paralelos arquitectónicos que permiten alcanzar el máximo nivel de detalle. Se ha recreado virtualmente el espacio y entorno físico teórico, conformándose un metaverso natural y geográfico que se correspondería con la imagen integrada de conjunto del castillo de Montilla.
Objetivo 5º. Poner en valor las actividades y los metaversos creados, bien sea actividades básicas como otras más complejas sobre el patrimonio.
Se ha trabajado un modelo alternativo al espacio etéreo donde se han desarrollado las prácticas de geometría descriptiva. El entorno diseñado se corresponde con una simulación de uno de los patios del MAN (Mueso Arqueológico Nacional), en el que se han expuesto las piezas patrimoniales modelizadas y texturizadas que forman los componentes de la torre del Homenaje.
Objetivo 6º. Establecer o esbozar una línea programática a seguir para diseñar actividades y experiencias que consideren el metaverso como una herramienta principal.
Se ha elaborado una línea programática para diseñar actividades docentes y experiencias en metaversos como herramienta principal. Tanto la propuesta metodológica que se presenta en este trabajo como la valoración de los metaversos en el proceso de enseñanza-aprendizaje deben entenderse como puntos de partida sobre los cuales futuras investigaciones podrán desarrollar avances en las distintas técnicas aplicadas.
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