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Detalle de la Buena Práctica

XR Lab Universidad Europea: recursos de aprendizaje fundamentados en Realidad Extendida


Palabras clave: Realidad virtual, realidad aumentada, realidad extendida, aprendizaje, tecnología, educación, XR Lab

Resumen de la Práctica

En línea con la Misión de la Universidad Europea de Madrid, la Unidad de Modelo Académico y Transformación Digital tiene como objetivo apoyar al claustro en el desarrollo y mejora continua de su docencia para que ésta sea diferenciadora, innovadora y creativa. El modelo académico de la Universidad Europea está basado en el aprendizaje experiencial, aprender haciendo y reflexionando sobre este aprendizaje. Este aprendizaje se realiza en entornos simulados permitiendo un acercamiento muy temprano a la profesión. En estas simulaciones los estudiantes no solo pueden repetir la práctica las veces que quieran en las mismas condiciones o modificándolas, sino que pueden enfrentarse a situaciones de difícil acceso por su elevado coste o seguridad. Gracias a la simulación se desarrollaron también importantes competencias transversales como el razonamiento crítico o la toma de decisiones.

Una línea estratégica de este modelo es el desarrollo de recursos de aprendizaje innovadores junto a los docentes, basados en realidad virtual y aumentada, que mejoren el aprendizaje de los estudiantes, su satisfacción y motivación.

Fruto de esta estrategia, en noviembre de 2018 se inaugura el XR Lab (Xtended Reality Lab), un innovador laboratorio dotado de tecnología de última generación que permite a los estudiantes el desarrollo de habilidades y competencias transversales y específicas, a través de entornos inmersivos. Concebido como un espacio destinado a la creación, evaluación e investigación de recursos didácticos de realidad extendida, su puesta en marcha ha sido posible gracias a la colaboración de Santander Universidades, la consultora Stratesys y la empresa tecnológica Innovae. Esta alianza ha permitido desarrollar la capacidad de la Universidad y añadir valor para sus estudiantes y profesores, anticipándonos a sus necesidades y expectativas.

Para hacer realidad el proyecto, se han creado 12 recursos digitales de aprendizaje; y se han adoptado otros 12 simuladores virtuales desarrollados por terceros. En el curso 2018-19 se desarrollaron 16 experiencias de aprendizaje de simulación virtual, con evaluación de resultados y un plan de mejora. Durante el curso 2019-20, impulsados por la crisis sanitaria provocada por el covid19, la universidad aceleró la implantación de simuladores virtuales para poder transformar las prácticas de laboratorio de un modelo presencial a un modelo virtual. En el curso 19-20 se realizaron un total de 331 experiencias de simulación virtual que impactaron en más de 7.000 estudiantes.

Los resultados de los estudios realizados demuestran que hay un valor añadido para el estudiante: el aprendizaje mejora utilizando la realidad extendida; las simulaciones virtuales son tan efectivas para el aprendizaje como la simulación en escenarios reales; y hay una mayor motivación de los estudiantes que realizan actividades basadas en realidad virtual y aumentada.

Por su alto interés en la comunidad académica, y para su divulgación, se han realizado más de 10 publicaciones en revistas de impacto, congresos, observatorios de buenas prácticas y artículos divulgativos. El proyecto XR Lab también ha tenido repercusión en forma de noticias en prensa generalista y especializada (ver Anexo II).

Cumpliendo con la sistemática de evaluación/plan de acción, una de las principales lecciones aprendidas ha sido la necesidad de disponer de una metodología propia para la correcta planificación del diseño, intervención y evaluación de los proyectos realizados en XR Lab.

1. Planificación de la Práctica

Consciente de la evolución tecnológica en realidad virtual, la Unidad de Innovación aborda el proyecto del XR Lab como parte de su estrategia 2018, en su enfoque hacia la mejora continua. Después de realizar diferentes investigaciones y benchmarking a nivel nacional e internacional, se ha constatado que el uso de la tecnología es clave para la mejora del proceso de enseñanza-aprendizaje. Una de las conclusiones más importantes del análisis realizado es que, con la realidad virtual, los estudiantes pueden experimentar lugares y situaciones cotidianas que de otro modo no sería posible, así como enriquecer su experiencia de aprendizaje.

 

Los objetivos del primer año de proyecto (2018) han sido:

 

  • Crear el espacio físico de 87m2 destinado al XR Lab: Se requirió soporte de los departamentos de TIC, Planificación y Compras, contratación de una diseñadora de espacios educativos y una empresa constructora.
  • Diseñar una metodología propia para XR Lab: Se contó con el asesoramiento de una profesional experta en medición y evaluación educativa.
  • Desarrollar 4 recursos digitales de aprendizaje: Se cuenta con un proveedor-socio tecnológico, y la participación los profesores responsables de las asignaturas donde se van a pilotar los productos XR Lab.
  • Implementar experiencias piloto en asignaturas concretas y evaluar los resultados: Se requirió la participación de los docentes en el piloto, el soporte del proveedor y el asesoramiento de una profesional experta en medición y evaluación educativa.

 

El detalle del Plan de implantación XR Lab (noviembre 2017 – diciembre 2018) es el siguiente:

  • Presentación del proyecto XR Lab en Juntas de Facultad/Escuela: 11/2017
  • Búsqueda y Contratación de un Socio Tecnológico: 12/2017
  • Diseño y acondicionamiento del espacio: enero-octubre 2018
  • Inauguración laboratorio: 10/2018
  • Diseño y validación de la metodología XR Lab: 12/2017-12/2018
  • Recepción de solicitudes del I Concurso de Ideas XR Lab: 12/2017
  • Evaluación y selección de las propuestas del concurso: enero – febrero 2018
  • Diseño y Desarrollo de 4 recursos de aprendizaje: febrero – septiembre 2018
  • Implementación de las Experiencias Piloto Fase I y II: 04/2018-12/2018
  • Evaluación de resultados y Plan de Mejora Fase I y II: 06/2018-12/2018

 

En el plan 2019 y 2020 los objetivos se amplían a:

  • Incrementar el alcance de las tecnologías de realidad extendida para llegar al máximo número de estudiantes.
  • Integrar las aplicaciones desarrolladas en 2018 con los sistemas de la Universidad.
  • Detección de necesidades: II Concurso de ideas.
    • Desarrollar 8 nuevos recursos de aprendizaje basados en realidad extendida.
    • Adoptar simuladores desarrollados por terceros como Labster, Learning Science o Body Interact, e integrarlos en el Campus Virtual de la Universidad.

 

Entre las acciones incluidas en el Plan para 2021 se encuentran, como ejemplo, asesorar a profesores para la implantación de pilotos; desarrollar una plataforma de aprendizaje colaborativo; diseño y desarrollo de formación a profesores de tecnologías XR; y plan de investigación con Cátedra XR Lab.

 

Para llevar a cabo el proyecto completo, y asegurar su puesta en marcha y continuidad, se han invertido aproximadamente 900.000€:

  • Inversión inicial en hardware (2017): 68.792€
  • Desarrollo de productos de realidad virtual y aumentada:
    • 2017: 36.300€
    • 2018: 55.000€
    • 2019: 140.000€
    • 2020: 140.000€
    • 2021: 140.000€
  • Espacios:
    • 2018: Obra y equipamiento XR Lab: 102.254€
  • Licencias software y entornos de desarrollo:
    • 2020: 129.475,00 €
    • 2021: 85.370,64 €
  • Otros gastos (actividades de difusión, materiales de oficina y equipamiento adicional): 22.792€

 

Nuestra alianza con Santander Universidades para el desarrollo de este proyecto ha permitido disponer de los recursos financieros necesarios para dar respuesta a las necesidades planificadas, quedando distribuido del siguiente modo:

  • Santander Universidades: 91.300€
  • Universidad Europea de Madrid: 828.684€

2. Desarrollo y ejecución de la Práctica

A continuación, se incluyen las tareas desarrolladas para el despliegue y ejecución de los objetivos establecidos y detallados en el enfoque del apartado anterior:

CREACIÓN DEL LABORATORIO XR LAB

- El hardware adquirido incluye la última tecnología en realidad virtual y aumentada (cascos HTC VIVE y Oculus Rift, gafas Samsung Gear VR con móviles Samung Galaxy S7, gafas Homido VR y tablets Galaxy Note). Además, se dispone de tecnologías complementarias como el sistema de captura de movimiento Optitrack utilizado en grandes producciones audiovisuales. Se han incorporado tecnologías punteras como sistemas de compartición de contenidos inalámbrico ClickShare de Barco, PCs MSI con capacidades aptas para el diseño gráfico, y un cristal Smart Glass que permite proyección sobre él o total transparencia para poder observar ambas zonas del laboratorio al mismo tiempo.

OBJETIVO CUMPLIDO: Tras el concurso para la ejecución de las obras, y una vez asignado el proveedor, éstas finalizaron con éxito a primeros de octubre y el XR Lab fue inaugurado el 15 de noviembre de 2018.

DISEÑO DE LA METODOLOGÍA XR LAB

- La característica innovadora de esta metodología y lo que la diferencia del resto es que aúna lo tecnológico y lo pedagógico, entendiendo que la tecnología está al servicio de la pedagogía.

- Cada uno de los pasos que conforman la metodología existe una interdisciplinariedad que enriquece el proceso. Los procedimientos que se utilizan en la metodología XR Lab atienden, desde el enfoque tecnológico, al modelo SCRUM que facilita el desarrollo ágil de aplicaciones, y desde el enfoque pedagógico, al Modelo ADDIE (Análisis, Diseño, Desarrollo, Implementación y Evaluación) y al paradigma humanista, sello de identidad de la Universidad, a través del cual el estudiante aprende a hacer y a ser.

OBJETIVO CUMPLIDO: La metodología XR Lab se diseñó en los plazos establecidos y se ha aplicado con éxito en 339 actividades de simulación virtual. Como lección aprendida, se concluye que para el éxito de una actividad de aprendizaje, es tan importante contar con la tecnología adecuada, como llevar a cabo un diseño instruccional adaptado al resultado de aprendizaje que se persigue. Respecto a la tecnología seleccionada, es fundamental garantizar una buena experiencia de usuario.

 

DESARROLLO DE RECURSOS DE APRENDIZAJE

- Convocatoria del I y II Concurso de Ideas XR Lab dirigido a los docentes de la Universidad Europea, con el objetivo de seleccionar propuestas de recursos de aprendizaje digitales basados en realidad virtual y realidad aumentada.

- Evaluación de las 27 y 31 propuestas recibidas de acuerdo a criterios académicos y técnicos.

- Desarrollo de doce recursos de aprendizaje en colaboración con 40 profesores, 6 estudiantes y alumni de las distintas facultades.

 

OBJETIVO CUMPLIDO: Elaboración de cinco prototipos mínimos viables el primer año: Visualizador de Biomoléculas y Biomembranas (BM Learn), Simulador de accidentes de laboratorio (Risk Simulator), Trivial Jurídico (basado en UEM Trivia), Sexto Jugador (basado en videos 360º) y un motor de vídeos 360º interactivos para generar aplicaciones de realidad virtual accesibles a través de la web. El desarrollo de recursos se basa compone de las siguientes fases:

1. Análisis de necesidades.

2. Diseño del prototipo.

3. Test de la experiencia de usuario.

4. Desarrollo del recurso mínimo viable.

5. Pruebas

6. Implementación de la actividad por medio de diseños cuasi experimentales

7. Evaluación del proyecto, aprendizaje y experiencia mediante una investigación basada en un grupo de control y un grupo experimental, estableciendo puntos de mejora.

 

IMPLEMENTACIÓN DE DOCE NUEVOS RECURSOS, EXPERIENCIAS Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS

- En el curso 2018-2019, se desarrollaron 16 experiencias de aprendizaje basadas en realidad extendida, impactando en 323 estudiantes

- En el curso 2019-2020, favorecidos por la necesidad que provocó la crisis del covid19, se desarrollaron 331 actividades de simulación, impactando en 7.229 estudiantes.

- Medición de resultados de acuerdo a un diseño de investigación cuasi experimental, cuya característica fundamental es disponer de un grupo experimental y otro de grupo de control, además de la utilización de pretest y postest para conocer el impacto de cada recurso de aprendizaje, y evaluar si existen diferencias significativas en el rendimiento y satisfacción de los estudiantes.

 

OBJETIVO CUMPLIDO: Siguiendo con la planificación establecida en el proyecto, los recursos de aprendizaje desarrollados se pilotaron en tiempo y forma. Como resultado de esta evaluación, cada año se han planteado mejoras en las aplicaciones que se centraron en mejorar la usabilidad. En 2019 y 2020 las mejoras se han orientado a mejorar la integración con los sistemas de la Universidad para facilitar el acceso de los usuarios a las aplicaciones, así como el proceso de seguimiento y evaluación por parte de los profesores.

3. Resultados de la Práctica

Gracias a la buena planificación y al enfoque estructurado del proyecto, se han conseguido los resultados marcados inicialmente:

  • Creación del laboratorio XR Lab.
  • Desarrollo de la metodología educativa XR Lab.
  • Creación de doce recursos digitales de aprendizaje:
    • BMLearn (2018): Visualizador de biomoléculas y membrana plasmática. Incluye casos prácticos y animaciones en 3D.
    • Risk simulator (2018): Simulador de accidentes de laboratorio. Los estudiantes aprenden sobre protocolos de actuación en caso de un accidente de laboratorio.
    • Trivial Jurídico y UEM Trivia (2018): Juego de trivial gamificado. Incluye un mapa de navegación del Campus de Villaviciosa de Odón en realidad aumentada.
    • Sexto Jugador (2018): Aplicación basada en videos 360 interactivos que forma a los estudiantes en valores en el deporte, táctica y estrategia de baloncesto.
    • 3 Simuladores de seguridad y comunicación con el paciente:
      • Caso del anciano con neumonía (2019)
      • Caso de la precirugía de un adulto (2020)
      • Caso de pediatría (2020)
    • Manual inmersivo de buenas prácticas de uso de los simuladores SIMODONT (2020)
    • Ponte en mis Zapatos (2020): Vive en primera persona la experiencia de sufrir un ictus
    • Here Be Dragons (2020): Aprende la física a través de escenarios que exploran las distintas escala de la naturaleza, desde el cosmos hasta la nanoescala.
    • VR Teacher (2020): Formando a educadores a través de videos 360 interactivos que simulan situaciones conflictivas con estudiantes en el aula.

 

  • 2018-2019: Desarrollo de 16 experiencias de aprendizaje, impactando en 323 estudiantes.
  • 2019-2020: Desarrollo de 331 experiencias de aprendizaje, impactando en 7229 estudiantes. Adopción de 12 simuladores desarrollados por terceros

 

La implicación de los estudiantes ha permitido identificar mejoras y oportunidades, así como dar respuesta a futuras necesidades de las facultades y escuelas. Con el objetivo de supervisar su percepción, se realizaron diferentes encuestas y los resultados obtenidos han demostrado un alto grado de satisfacción en las experiencias tanto por parte de los estudiantes como de los profesores:  

Satisfacción global 2018-2019

(RESPUESTAS: 18)

- Satisfecho: 40%

- Muy satisfecho: 60%

Satisfacción con lo aprendido 2018-2019

(RESPUESTAS: 18)

- Satisfecho: 40%

- Muy satisfecho: 60%

Satisfacción global 2019-2020

(RESPUESTAS: 361)

- Totalmente insatisfecho: 3,3%

- Insatisfecho: 4,7%

- Ni satisfecho, ni insatisfecho: 4,9%

- Satisfecho: 64,3%

- Totalmente Satisfecho: 18,3%

Satisfacción con lo aprendido 2019-2020

(RESPUESTAS: 361)

- Totalmente insatisfecho: 4,7%

- Insatisfecho: 3,9%

- Ni satisfecho, ni insatisfecho: 10,5%

- Satisfecho: 47,1%

- Totalmente Satisfecho: 33,8%

Satisfacción global de los DOCENTES 2019-2020

- Satisfecho: 26,4%

- Muy Satisfecho: 43,4%

- completamente satisfecho: 30,2%

Además, se ha comparado el rendimiento académico de los estudiantes en asignaturas donde se ha utilizado simulación virtual, respecto al resultado académico del año anterior, y podemos concluir que mejora la tasa de éxito en ordinaria y extraordinaria: 1% y 7% en 2019-20 cuando se utilizó la simulación virtual, respecto al curso 2018-19 donde no se utilizó esta tecnología.

La posibilidad de sustituir una simulación real o prácticas de laboratorio por una simulación virtual ofrece numerosas ventajas, como desarrollar prácticas a distancia (imprescindible en tiempos de covid); realizar ejercicios en un entorno seguro sin riesgo para el alumnado; optimizar los recursos y espacios docentes; y obtener feedback en tiempo real y visualización de la solución paso por paso una vez terminan el ejercicio.

Los resultados de las investigaciones realizadas evidencian que se mejora satisfactoriamente el aprendizaje con realidad virtual respecto a una clase magistral, sin la necesidad de emplear muchos recursos y garantizando la seguridad del estudiante, como se concluye en el primer piloto de RCSI (Jiménez et al., 2017), donde el rendimiento académico de los estudiantes que lo usaron mejoró sensiblemente respecto a los estudiantes que aprendieron la lección con clase magistral. Podríamos afirmar que el uso de simuladores con realidad virtual sustituiría a algunas simulaciones realizadas en escenarios reales, obteniendo el mismo resultado de aprendizaje, tal y como se plantea en los pilotos realizados, aunque reconocemos que hay competencias de habilidad y técnica que se adquieren en un laboratorio virtual, que es difícil sustituir por una simulación virtual. Así, la Universidad Europea de Madrid apuesta por el desarrollo del XR Lab para hacer realidad su propuesta de valor a los estudiantes y desplegar su estrategia para alcanzar resultados sobresalientes.

4. Evaluación y Revisión de la Práctica

Como parte de la planificación del proyecto, y con el objetivo de aplicar la sistemática evaluación-planes de acción para la mejora continua, una de las fases establecidas es la de diagnóstico. En esta fase se evalúa y se mide tanto el proyecto para la optimización del proceso, como el impacto en el aprendizaje de los estudiantes. Además, también se tiene en cuenta la evaluación de las experiencias del estudiante, utilizando un cuestionario de satisfacción (anexo 1) que atiende a aspectos pedagógicos, motivacionales, elementos gráficos, facilidad en la utilización, salud, navegación, etc. Todos estos aspectos nos permitirán seguir mejorando la usabilidad y satisfacción con la experiencia del estudiante en cada una de las aplicaciones y desarrollos creados en el XR Lab, estableciendo las acciones de mejora correspondientes.

 

Como resultado de las últimas evaluaciones, las acciones de mejora identificadas y planificadas para el próximo año se centran en la ampliación del alcance de esta tecnología para llegar al 100% de estudiantes de Grado; y en la introducción de entornos inmersivos colaborativos en tiempo real, así como seguir mejorando la satisfacción y rendimiento de los estudiantes. Para ello es necesario mantener el presupuesto para nuevos desarrollos de aplicaciones de realidad extendida que den respuesta a algunos de los problemas propuestos por los profesores.

Los futuros objetivos se basarán en el análisis de los resultados alcanzados, en el cumplimiento de las necesidades y expectativas de los estudiantes y profesores, así como en la mejora de su satisfacción.

5. Carácter Innovador de la Práctica

El 2018 NMC Horizon Report (Educause, 2018) y el Hype cycle for Emerging technologies de la consultora Gartner (2018) señalan a la realidad virtual y aumentada como una de las tecnologías clave para la educación superior a medio y largo plazo. No obstante, su espectacularidad sensorial no genera por sí misma el aprendizaje, sino que los recursos tecnológicos deben integrarse en una actividad de esta naturaleza. El informe NMC Horizon también indica que, a medida que las universidades adoptan estrategias que incorporan elementos digitales y se adaptan a un aprendizaje más activo en el aula, se hace necesario el rediseño de los espacios de aprendizaje para promover estos cambios pedagógicos.

La Universidad Europea de Madrid apuesta por esta tecnología como una innovación de presente y futuro que sin duda revolucionará la forma en la que aprenden nuestros estudiantes dentro de un laboratorio especializado, dentro de un aula de teoría o desde su propio domicilio. Este proyecto es el único laboratorio de realidad extendida en España enfocado a la investigación, evaluación y desarrollo de recursos didácticos apoyados en esta tecnología, con el objetivo de medir y mejorar el rendimiento académico y la satisfacción de los estudiantes, gracias al uso de entornos inmersivos que acerquen a los estudiantes a situaciones reales del mundo profesional.

El XR Lab se ha convertido en un referente nacional, entre las universidades, ofreciendo la oportunidad de servir de modelo de referencia y comparación para el desarrollo de otros laboratorios que tengan el mismo propósito, y que quieran aplicar técnicas innovadoras en sus procesos de enseñanza-aprendizaje para conseguir mejores resultados entre sus estudiantes.

6. Divulgación de la Práctica

Para llevar a cabo la divulgación del XR Lab, el 15 de noviembre de 2018 se celebró en la Universidad Europea de Madrid la 1ª jornada “XR Lab: Realidad Extendida en el Aprendizaje”, en la que se presentó el proyecto con la finalidad de inaugurar el XR Lab para la comunidad universitaria y empresas punteras del sector.

 

Profesores de distintas facultades de la Universidad presentaron los proyectos pilotos de realidad virtual y aumentada desarrollados en distintas áreas de conocimiento. Se celebró una mesa redonda con expertos de instituciones como UPM, Stratesys, DoubleYou, TheAppDate, y Santander Universidades. Se organizaron visitas al XR Lab y asistieron representantes de empresas como McGraw-Hill, ENAGAS, Fujitsu, Vodafone, DoubleYou, TheAppDate, IDEF21, ENAIRE, Halo Elearning, E2in2, Niuco, The Summer Agency, tinkle, Universidad de Salamanca y Universidad CEU San Pablo.

 

Otras visitas personalizadas, posteriores al evento, fueron las de Samsung, HP, Vodafone, ISDEFE, Colegio de Aparejadores de Madrid (COAATM), Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid (COAM), Hospital de Parapléjicos de Toledo, Mira Telecomunicaciones y Fútbol Táctico.

 

Respecto a publicaciones científicas y de divulgación del XR Lab destacan:

  • Artículo de impacto revista EKS: Mariscal, G., Jiménez, E., Vivas-Urias, M., Redondo-Duarte, S., & Moreno-Pérez, S. (2020). Aprendizaje basado en simulación con realidad virtual. Education In The Knowledge Society (EKS), 21, 15. doi:10.14201/eks.23004.
  • Jiménez, E., Mariscal, G., Heredia, M., Castilla, G. (2018). Virtual reality versus master class: a comparative study. https://dl.acm.org/citation.cfm?doid=3284179.3284276

Participación del XR Lab en actividades de difusión sobre tecnología e investigación:

  • “Technovation”, que fomenta las profesiones STEM en niñas entre 10 y 18 años
  • Taller para la Noche Europea de los Investigadores

Diferentes apariciones en medios sobre el XR Lab, como TVE, A3 Noticias y El Economista (ver anexo 2).

7. Fuentes Complementarias

Esta Buena Práctica no posee fuentes complementarias.

8. Archivos Adjuntos

1.- Anexos.zip

Datos de Contacto
  GONZALO MARISCAL VIVAS
gonzalo.mariscal@universidadeuropea.es
636047728
Universidad Europea de Madrid

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