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Capítulo 3: Metodología y Procedimientos Tipo de Investigación e Hipótesis El estudio se inscribe en un diseño cuasiexperimental, formado por el grupo de estudiantes de recién ingreso a la carrera de arquitectura, en donde se tiene una variable independiente, para analizar las consecuencias que originan su manipulación, en una variable dependiente bajo una situación de control. El ambiente virtual o Herramienta Informática Interactiva contiene la información base y representa la situación de aprendizaje a la que son expuestos grupos de participantes constituidos por estudiantes de nuevo ingreso a la carrera de arquitectura. La información base está constituida de panorámicas QTVR de edificaciones existentes, diferenciándose en, (a) edificaciones con acceso real, es decir que el sujeto tiene oportunidad de recorrer y apreciar en la realidad y (b) edificaciones que por estar situadas fuera del contexto de los participantes, no pueden ser visitadas. Las panorámicas QTVR de edificaciones con acceso real se presentan al sujeto como espacio para la comprensión de la herramienta, es decir como ayuda dirigida que permite la familiarización con la Herramienta Informática Interactiva. Por ello la variable independiente está representada por la exposición a una Herramienta Informática Interactiva que contiene panorámicas QTVR interactivas con información explícita o no, de edificaciones reales, situadas fuera del contexto del participante. Luego tomando en cuenta el estudio de VanEsselstyn (2001), se establecen panorámicas QTVR interactivas con textos indicativos o contenidos informativos y con ausencia de ellos, para estudiar la influencia de los mismos según lo establecido por diversos estudios (Broadbent, 1974; Bandura, 1982; Gardner, 1999; Linde & Labov, 1975; Sjölinder, 2000; Taylor & Tversky, 1996). La variable dependiente es la comprensión, adquisición o aprendizaje de los elementos básicos de la arquitectura, en estudiantes de nuevo ingreso a la carrera de arquitectura, determinada por el aumento o disminución de su capacidad espacial, con lo cual se pueden establecer respuestas a las preguntas iniciales de investigación: 1. ¿Cómo se puede utilizar la tecnología de la realidad virtual no-inmersiva para mejorar el aprendizaje de los elementos básicos de la arquitectura? Para mejorar el aprendizaje, en cantidad y calidad, es preciso incidir en la motivación de los estudiantes tal como lo ha mencionado Nuñez (1998), modificando sus metas personales hacia metas de aprendizaje utilizando medios interactivos autónomos para la manipulación y visualización de ambientes virtuales. Búsqueda de estrategias para la solución de problemas reales que se encuentran en espacios traídos de la realidad. Dar a conocer y evaluar sus destrezas y habilidades (capacidad espacial) para prepararlos para sus logros futuros. Propiciar un ambiente de aprendizaje que resalta la autonomía y metas cooperativas para aprender a aprender. Todo ello delimita una Herramienta Informática Interactiva que permite apreciar o considerar la capacidad espacial de los estudiantes como instrumento de aprendizaje vivencial de la arquitectura. 2. ¿Cómo verificar la capacidad espacial en los estudiantes de arquitectura de recién ingreso, utilizando la realidad virtual no-inmersiva? Tal como ha sido descrito la capacidad o habilidad espacial puede ser reconocida y revelada mediante test o pruebas independientes que pueden estar contenidas en la Herramienta Informática Interactiva, utilizando la realidad virtual no-inmersiva. De allí que se formula la siguiente hipótesis: La exposición a panorámicas interactivas QTVR, que contienen información base de edificaciones reales sin posibilidades de su observación o vivencia real, permite el aumento significativo del aprendizaje de los elementos básicos de la arquitectura en estudiantes de recién ingreso a la carrera de arquitectura, denotado en el aumento de valores de capacidad espacial. Por el contrario se establece una hipótesis nula: La exposición a panorámicas interactivas QTVR, que contienen información base de edificaciones reales sin posibilidades de su observación o vivencia real, no permite el aumento significativo del aprendizaje de los elementos básicos de la arquitectura en estudiantes de recién ingreso a la carrera de arquitectura, denotado en la observación de variaciones no significativas en los valores de capacidad espacial. El plan general de investigación se basa en la asignación, de forma aleatoria y equivalente, de grupos experimental y control de estudiantes de recién ingreso a la carrera de arquitectura. El grupo experimental utiliza la Herramienta Informática Interactiva, variable independiente, con estímulos definidos por panorámicas (recorridos) QTVR interactivas con textos informativos o contenidos de aprendizaje. El grupo control visualiza panorámicas (recorridos) QTVR interactivas sin textos informativos, incluidas en la Herramienta Informática Interactiva, para comprobar por mediciones o evaluaciones, la incidencia de la variable independiente. Ver Figura.
Por otra parte, se anticipa que es posible que la incidencia del estímulo o el uso de panorámicas QTVR, por una sola vez no tiene efecto o es mínimo, y cada vez que es aplicado ese estímulo se producen efectos comprobables. En consecuencia se hace un diseño de series cronológicas con repetición del estímulo, en donde los estudiantes de recién ingreso se asignan al azar a distintos grupos: grupo experimental (RG1) se les administra el estímulo X, grupo control (RG2) sin estímulo, con prepruebas y postpruebas, (Hernández, Fernández & Baptista, 2001), quedando graficado de la manera siguiente: RG1: X O1 X O2 X O3 RG2: O1 O2 O3 El grupo experimental RG1 luego de observar el recorrido inicial (panorámica QTVR), aplica una medición (O1) consistente en una primera prueba o test de selección con los elementos básicos de la arquitectura presentes en la Herramienta Informática Interactiva. Inmediatamente en un lapso de tiempo de siete (7) días consecutivos, se aplica el estímulo o uso de la Herramienta Informática Interactiva con textos informativos (X) y se registra una segunda prueba o test de selección (O2). Finalmente, en un lapso de otros siete (7) días consecutivos, se les aplica el estímulo o uso de la Herramienta Informática Interactiva con textos informativos (X) con una tercera prueba o test (O3). El grupo control, observando las panorámicas QTVR sin textos explicativos, realiza las mediciones o pruebas (O1, O2, O3) utilizando la Herramienta Informática Interactiva. La primera medición (O1) tanto del grupo experimental como del grupo control cuantifica las capacidades espaciales que tienen o traen los grupos, es el nivel de entrada, sin la incidencia o uso de la Herramienta Informática Interactiva. Este es el punto de inicio y de comparación para las futuras mediciones. El uso de la Herramienta Informática Interactiva se hace mediante el acceso a la red internet en la dirección http://lia.unet.edu.ve/HII/in.htm, en donde se encuentra la página de entrada. Esto significa que la herramienta se encuentra disponible vía web, de acceso con clave de administrador, para la visualización, manipulación y almacenaje de las actividades realizadas por los estudiantes de recién ingreso a la carrera de arquitectura. Esta versión publicada en la red internet, contiene un acceso protegido mediante nombre de usuario y contraseña, que debe ser utilizada solo por el facilitador de la Herramienta Informática Interactiva. Al presionar sobre uno de los íconos de la página de entrada se presenta la página de actividades, clasificadas en Inicio, Intermedio y Final. En Inicio, de acceso para los grupos experimental y control, se aprecia un recorrido Demo con panorámicas digitales de la Universidad Nacional Experimental del Táchira, Venezuela. Esta actividad permite establecer el nivel de entrada de conocimientos en los estudiantes de recién ingreso, y la comprensión del funcionamiento y aplicación de la Herramienta Informática Interactiva. En el recorrido Demo, se encuentran textos explicativos de información adicional, idénticos para los dos grupos de estudiantes. Luego de realizado el recorrido Demo, se aplica el test Demo, que contiene doce preguntas de selección, sobre el recorrido Demo y sobre el tema seleccionado de conocimiento de conceptos relacionados con la circulación en las edificaciones, movimiento a través de un espacio. Los resultados del test Demo se almacenan en una base de datos en el servidor, colocando un ID, número aleatorio de identificación del estudiante. Este ID, se entrega al estudiante al inicio de las actividades con la Herramienta Informática Interactiva, y se archiva en sitio seguro, con su nombre y cédula de identidad. La actividad de Inicio termina con la respuesta a un formulario de opinión, en donde el estudiante manifiesta sus observaciones sobre la Herramienta Informática Interactiva. Este formulario de opinión no contiene la identificación del estudiante. En Intermedio, se diferencian dos grupos de estudiantes, grupo 1 experimental, y grupo 2 control. Para el acceso se emplean las palabras Grupo 1 y Grupo 2, respetando las mayúsculas y minúsculas. Los recorridos de panorámicas QTVR varían únicamente por los contenidos de textos explicativos para el grupo 1 y ausencia de los mismos para el grupo 2. El recorrido contiene panorámicas digitales del Peter B. Lewis Building en Cleveland USA. Los textos explicativos o de información adicional se insertan en las páginas del recorrido, dando información y conocimiento de conceptos relacionados con la circulación en una edificación, movimiento a través de un espacio. Al finalizar la secuencia de información adicional o conceptos relacionados con la circulación de una edificación se presenta una evaluación formativa, que contiene ayudas instantáneas en cada una de las respuestas para la respuesta afirmativa y fijar el conocimiento. Al igual que en la actividad de Inicio, en Intermedio se finaliza con las respuestas a un formulario o test B y formulario de opinión sobre la herramienta. En la actividad Final, que contiene panorámicas digitales de la Notre-Dame du Haut – Ronchamps, Francia, se repiten cada uno de los pasos enunciados para las actividades Inicio e Intermedio, y los test Demo, B y C se almacenan en el servidor para los distintos análisis y conclusiones. Los tiempos empleados en las actividades se encuentran registrados en la parte inferior derecha. Para enviar estos datos se debe colocar la palabra yes en el campo situado a la izquierda del icono QuickTime, y luego se presiona este icono de QuickTime. En el campo central se coloca el ID del estudiante y se envía, quedando almacenados los tiempos en el recorrido y en el test. Esto solo debe ser conocido por el facilitador o responsable de la aplicación de la Herramienta Informática Interactiva. Al analizar los datos de las diferentes mediciones de los dos grupos, grupo control y experimental, en las actividades de Inicio (recorrido Demo, test Demo), Intermedio (recorrido B, test B) y Final (recorrido C, test C) se organizan conclusiones que permiten verificar o abandonar la hipótesis antes mencionada y dar respuesta a las preguntas de investigación. Estos análisis comprenden el uso de pruebas ‘t’ para evaluar si los dos grupos difieren significativamente. Las pruebas t contrastan las pruebas O1 del grupo experimental RG1 y del grupo control RG2 para apreciar que son homogéneos, es decir que tienen capacidades espaciales similares. Si esto es verdadero se confirma que los valores de las respuestas en las pruebas o test O2 y O1 en el grupo RG1 es mayor que los valores de las respuestas en las pruebas o test O2 y O1 en el grupo RG2. De igual forma se analizan los valores de las respuestas en las pruebas O3 y O2 en el grupo experimental RG1 y los valores de las respuestas en las pruebas O3 y O2 en el grupo control RG2. También se estudian los valores de la prueba O2 del grupo RG1 y los valores de la prueba O2 del grupo RG2, así como en las pruebas O3 de ambos grupos. El número máximo de estudiantes de recién ingreso a la carrera de arquitectura, es de aproximadamente de 60 alumnos, lo que permite un buen número de sujetos asignados al azar a los grupos. La validez se enmarca en los criterios de comparación de los grupos control y experimental, y mediante la equivalencia de estos dos grupos al considerar su asignación al azar utilizando números aleatorios. Al mismo tiempo el sujeto se invita a una sesión de trabajo de manera grupal y a una hora determinada con la finalidad de aumentar la motivación en el uso de la herramienta informática. Cada pregunta de la prueba o test tiene un punto por cada respuesta acertada, y ningún punto por cada respuesta considerada como error. Ver las Tablas 1 y 2 con las respuestas acertadas contenidas en la Herramienta Informática Interactiva. Tabla 1 Preguntas y respuestas en recorrido demo
Tabla 2 Preguntas y respuestas en recorrido B y recorrido C
El nivel de capacidad espacial del estudiante esta definido en la Tabla 3 de acuerdo al tipo de recorrido y al finalizar la prueba o test específico se tiene un número total de puntos que se contrasta con la tabla de puntajes, para generar diversos niveles de capacidad espacial del estudiante, realizado de manera automática la Herramienta Informática Interactiva. En los test cada pregunta tiene cuatro respuestas ordenadas con letras minúsculas en donde solamente se puede seleccionar una sola, para el recorrido Demo se tienen 12 respuestas para originar 12 puntos como máximo, y en los recorridos B y C se tienen 24 respuestas para un total máximo de 24 puntos. Al finalizar cada uno de los test el estudiante recibe inmediatamente la calificación lograda en puntos y su nivel de capacidad espacial. Para el recorrido Demo el nivel de capacidad espacial se especifica según los puntos acertados, de 1 a 4 de capacidad espacial baja, de 5 a 9 de capacidad espacial media y de 10 a 12 de capacidad espacial alta. Para el recorrido B y C el nivel de capacidad espacial se establece según los puntos acertados, de 1 a 8 de capacidad espacial baja, de 9 a 18 de capacidad espacial media y de 19 a 24 de capacidad espacial alta. La medición de la variable dependiente se determina en función de dos parámetros: 1. La acumulación de puntos acertados en cada pregunta de la prueba o test por cada recorrido. La capacidad espacial alta, media o baja esta en función de la cantidad de puntos acertados por cada recorrido. 2. La evaluación formativa mediante formularios de opinión, tanto para el grupo experimental como para el grupo control, para comprobar el grado de satisfacción de los estudiantes con el aprendizaje mediante la realidad virtual no-inmersiva. Los resultados de los formularios de opinión se ordenan en función de las respuestas elegidas, para cuantificar el grado de satisfacción de los estudiantes. Las pruebas o mediciones (test Demo, test B y test C) contenidas en la Herramienta Informática Interactiva, han sido clasificadas tomando como base lo descrito por Gutierrez (1991), considerando que estas habilidades están incluidas en la capacidad espacial de los individuos y se ajustan de la manera siguiente: 1. Conservación de la percepción, habilidad para reconocer que un objeto mantiene su forma aunque deje de verse total o parcialmente. Por eso se oculta totalmente un trozo de una imagen del recorrido QTVR y se solicita su reconocimiento. 2. Reconocimiento de posiciones en el espacio, habilidad para relacionar la posición de un objeto con el observador o con otro objeto, que actúa como punto de referencia. Se aplica mostrando una imagen del recorrido y otra contigua en negro y se solicita reconocer la imagen que sigue en continuidad seleccionando una de varias imágenes similares. 3. Reconocimiento de relaciones espaciales, habilidad que permite identificar correctamente las características de relaciones entre diversos objetos situados en el espacio. En varias imágenes de un recorrido se solicita reconocer cual imagen corresponde o se encuentra en el recorrido específico. 4. Discriminación visual, es la habilidad que permite comparar varios objetos identificando sus semejanzas y diferencias. Se aplica enunciando un concepto arquitectónico y se solicita reconocer sus semejanzas y diferencias en el recorrido QTVR específico. 5. Memoria visual, es la habilidad para recordar las características visuales y de posición que tenían en un momento dado un conjunto de objetos que estaban a la vista pero que ya no se ven o que han sido cambiados de posición. En una imagen del recorrido se elimina un componente constructivo y se solicita su identificación. 6. Conocimientos sobre el tema de estudio, se enuncian conceptos explicados y desarrollados como información adicional en las secuencias QTVR y se solicita su reconocimiento. En el recorrido Demo se ordenan los tipos de preguntas considerando que este recorrido tiene como función principal de demostración y comprensión del funcionamiento de la Herramienta Informática Interactiva. Se hace énfasis en siete preguntas de conocimientos sobre el tema de estudio, y una pregunta para las restantes habilidades de capacidad espacial. En el recorrido B y en el recorrido C los tipos de preguntas se distribuyen en cantidades iguales y en una misma posición, para satisfacer la condición de que sean equivalentes y su diferenciación ocurre solo en el tipo de edificación elegido para cada recorrido en la actividad de aprendizaje Intermedio y Final. Cada recorrido, en las actividades Intermedio y Final, contiene un test con 24 preguntas organizadas en seis habilidades de capacidad espacial, conservación de la percepción, reconocimiento de posiciones en el espacio, reconocimiento de relaciones espaciales, discriminación visual, memoria visual y conocimientos sobre el tema de estudio, para definir un número total de puntos de capacidad espacial. Para cada habilidad de capacidad espacial, en el recorrido B y en el recorrido C, se asignan cuatro preguntas por cada habilidad de capacidad espacial, ubicadas de manera intercalada, para favorecer el contraste y evitar la monotonía visual y conceptual en el momento de la realización de los test respectivos.
Diseño, Producción, Implementación y Evaluación de la Herramienta Para la elaboración de la Herramienta Informática Interactiva se tomaron en consideración cuatro etapas; diseño, producción, implementación y evaluación, precedentes a la aplicación de la Herramienta Informática Interactiva para observar las consecuencias de su uso y manipulación por parte de estudiantes de recién ingreso a la carrera de arquitectura. La etapa de diseño consistió en reuniones con la docente encargada del curso introducción a la arquitectura, ubicado en el primer semestre de la carrera de arquitectura, para puntualizar los contenidos teóricos a desarrollar y la planificación de una prueba piloto al grupo de estudiantes en el lapso inmediato anterior a la aplicación definitiva. En el diseño fueron aplicados los estilos de aprendizaje (Felder et al., 1988) y los siete componentes esenciales para diseñar módulos educacionales, definidos por Heinich, R., Molenda, M., Russell, J., y Smaldino, S. (1999, p. 314), a) análisis razonado, explicando una descripción del contenido y motivando al estudiante para su estudio; b) objetivo, definiendo el comportamiento esperado en el estudiante al utilizar la herramienta; c) prueba de entrada, determinando las habilidades previas; d) materiales multimedia, uso de variedad de medios para atraer al estudiante; e) actividades de aprendizaje, uso múltiple de métodos y medios de acuerdo a la necesidad del estudiante; f) autoevaluación, en los contenidos se incluyen pruebas o test para la autoevaluación de su progreso; g) post-test; se evalúa si los estudiantes han alcanzado los objetivos. La producción se realizó mediante el trabajo de campo para la captura de fotos de una edificación existente, situada en el contexto de los participantes o estudiantes, para producir panorámicas utilizando el software VR Worz y generación de panorámicas QTVR. También se seleccionan dos panorámicas QTVR de edificaciones existentes, localizadas en la red internet, por su valor arquitectónico para generar aprendizajes. Estas últimas son consideradas edificaciones reales ubicadas fuera del contexto de los participantes. Luego se producen las páginas web, mediante el software FrontPage, y programación JavaScript, en donde se ubican las panorámicas QTVR, la información adicional o contenidos implícitos de conceptos arquitectónicos, pruebas de autoevaluación, test por cada recorrido, informe de resultados y recopilación o almacenaje de las respuestas a los test. Las páginas web constituyen un sistema de páginas interrelacionadas mediante enlaces interactivos, hipertexto, ayudas en línea, videos interactivos de panorámicas QTVR y audio incorporado por la selección de música del grupo británico de rock Queen. La publicación consistió en hospedar la Herramienta Informática Interactiva en el servidor lia.unet.edu.ve para su acceso en la red internet, y la programación del lado del servidor para el funcionamiento de los test y la base de datos. La implementación fue realizada mediante una prueba piloto al grupo de estudiantes del curso introducción a la arquitectura, en el lapso anterior a la aplicación definitiva. La utilización de la herramienta fue aplicada en una sesión de trabajo y se distinguieron los grupos control y experimental. Luego de la implementación se realizó la evaluación de la herramienta por parte de expertos en el área de la arquitectura y la informática, y conforme a las opiniones de los estudiantes de la prueba piloto, para realizar los ajustes y cambios especificados.
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