113, 2019: 165-176 Viajes científicos · itinerary, 360º image, Digital learning. Resumen La...

-165- / ISSN: 2659-2703

Bol. R. Soc. Esp. Hist. Nat., 113, 2019: 165-176

doi: 10.29077/bol/113/v01_verdes

Itinerarios virtuales como herramientas complementarias a las salidas de campo de Biología Marina

Virtual itineraries as complementary tools for Marine Biology field trips

Viajes científicos

Aida Verdes1,2, Patricia Álvarez-Campos1,3,5, Carlos Navarro4, Marta Pola1,5 & Yolanda Lucas1,5

1 Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Madrid

28049 Madrid2 Department of Life Sciences,

Natural History Museum of London, London SW7 5BD

3 Department of Biological and Medical Sciences, Oxford Brookes University,

Oxford OX3 0BP4 Departamento de Zoología,

Universidad de Sevilla, Campus de Reina Mercedes

41012 Sevilla5. Centro de Investigación en Biodiversidad y Cambio Global.

CIBC-UAM

Recibido: 26 de septiembre de 1019. Aceptado: 29 de octubre de 2019.Publicado electrónicamente: 8 de noviembre de 2019.

Palabras clave: Realidad aumentada, Realidad virtual, Salida de campo, Biología marina, Itinerario virtual, Imagen 360º, Aprendizaje digital.

Keywords: Augmented reality, Virtual reality, Field trip, Marine biology, Virtual itinerary, 360º image, Digital learning.

ResumenLa realidad extendida combina entornos reales y virtuales mediante interacciones

generadas por ordenador, permitiendo extender y ampliar las experiencias sensoriales del usuario. Actualmente, las experiencias de realidad extendida más conocidas son la realidad aumentada (RA) y la realidad virtual (RV) que se están incorporando de manera incremental en áreas que abarcan desde el marketing, a la sanidad. A pesar de que la aplicación de estas tecnologías a la educación es aún reciente, muestran un enorme potencial ya que fomentan de manera significativa la motivación y aprendizaje de los estudiantes, se adaptan a distintos estilos de aprendizaje, reducen en cierta medida desigualdades sociales, y facilitan la inclusividad y atención a la diversidad en el aula. En este trabajo, presentamos un proyecto que incorpora elementos de RA y RV a la docencia universitaria, con el objetivo de proporcionar una experiencia de aprendizaje que favorezca la inmersión en el tema/asignatura y que complemente las prácticas de campo de asignaturas relacionadas con la biología marina. Proporcionamos información detallada sobre el proceso diseño y creación del material para promover y facilitar el uso de estas herramientas a cualquier docente interesado.

abstRactExtended reality technologies combine real and virtual environments through computer

generated interactions, allowing to extend and amplify the sensory experiences of the user. Currently, the most widely known extended reality experiences are augmented reality (AR) and virtual reality (VR) which are being increasingly incorporated in a wide variety of areas that range from marketing to health care. Despite the relatively recent application of these technologies in education they have already shown an enormous potential, as they significantly improve student motivation and learning, adapt to different learning styles, reduce social inequalities to some extent, and facilitate inclusiveness and diversity practices in the classroom. In this work, we present a project that incorporates AR and VR to university teaching, with the aim of offering

A. Verdes, P. ÁlVArez-CAmPos, C. NAVArro, m. PolA & Y. luCAs

Viajes científicos-166-

an immersive learning experience that complements field work practices in courses related to marine biology and zoology. Using 360º images and the open source software Roundme, we have developed a virtual itinerary through a rocky shore in O Grove (Galicia, Spain), in which students can observe and study the biodiversity associated to the distinct intertidal zones. We have also created an underwater VR 360º video that allows students to experience a virtual SCUBA dive in the Marine Reserve of Parque Natural de Cabo de Gata-Níjar (Almería, Spain). During this virtual dive, students can observe and identify the rich biodiversity associated to Posidonia oceanica meadows as well as other characteristic species and communities of this marine protected area, even if they can’t swim or if they are hundreds of kilometers away from the coast. Lastly, we have also designed an AR app that allows the visualization of representative marine invertebrate 3D models and internal anatomy videos through a smartphone. The 3D models were created with the app Qlone and integrated with QR codes using the software Creator to develop the app VitrinasXR, which can be accessed with the open source app Scope. AR and VR are among the tools with the most potential to revolutionize education, significantly promoting motivation and learning in the classroom. The technological advances and popularity of these tools has made them easy to use for both the teachers and the students, allowing their effective use in education. Specifically, the application of these technologies to develop virtual itineraries and field trips has added benefits, allowing access to students from all socio-economic backgrounds, providing flexibility to adapt to different learning styles, and promoting inclusivity and diversity practices in the classroom. Here, we provide detailed information regarding the design and creation of our marine biology AR and VR teaching materials, in order to facilitate and encourage their use in higher education by any interested party.

1. intRoducción

La realidad extendida es un término que engloba la combinación de entornos reales y virtuales mediante interacciones generadas por ordenador, permitiendo así extender y ampliar las experiencias sensoriales del usuario. Actualmente existen varios términos que se usan para describir distintas experiencias de realidad extendida, siendo los más conocidos la realidad aumentada (RA) y la realidad virtual (RV). La RA se define como una tecnología que superpone una imagen generada por ordenador sobre una imagen real, es decir, genera una versión ampliada de la realidad al superponer información digital sobre una imagen real observada a través de un dispositivo digital. Los ejemplos más conocidos de aplicaciones de realidad aumentada son probablemente Google Glass y Pokemon Go. La RV por su parte, se define como una simulación generada por ordenador de una imagen o entorno tridimensional con el que el usuario puede interactuar de manera física o aparentemente real mediante el uso de equipamiento electrónico especializado (mcmillan et al., 2017).

La aplicación de la RA y RV en educación es aún relativamente reciente, sin embargo, existen numerosos ejemplos que sirven como muestra del gran potencial que tiene la aplicación de estas tecnologías a la enseñanza. Podemos destacar algunos casos significativos como la plataforma Arloon (http://www.arloon.com/), con numerosas aplicaciones de RA que permiten disponer de una gran variedad de contenido 3D en distintas áreas como la química, la geometría o el sistema solar; Anatomyou VR (https://anatomyou.com/) es una aplicación inmersiva de RV en la que los estudiantes se convierten en un endoscopio virtual y aprenden anatomía a través de la navegación del cuerpo humano; y King Tut VR (https://www.eonreality.com/portfolio-items/king-tut/) es una aplicación de RV creada por el Grand Egiptian Museum que permite acceder a la Tumba del Faraón Tutankamón y observar de cerca los jeroglíficos y artefactos históricos sin necesidad de viajar a El Cairo. Además, existen numerosos estudios que muestran que el uso de estas tecnologías en la enseñanza genera un interés especial por aprender, propicia la participación y facilita la adquisición de conocimiento (PRendes, 2015; GaRay-Ruiz et al., 2017). También, permiten la adquisición de habilidades y competencias tecnológicas en un contexto de inmersión donde los estudiantes son protagonistas, proporcionan una experiencia innovadora, de alto impacto sensorial, que genera curiosidad y es especialmente atractiva para las generaciones actuales que han crecido en entornos dominados por la tecnología digital (cózaR et al., 2015; ceRRo Velázquez & moRales méndez, 2017). Finalmente, las aplicaciones de RA y RV en dispositivos móviles permiten abordar limitaciones de tiempo y espacio en entornos de aprendizaje diversos, posibilitando contenidos didácticos que son inaccesibles de otro modo y permite que haya una continuidad fuera del aula ya que ofrecen información contextualizada, en el lugar y momento que el usuario considere más apropiado (estebanell et al., 2012; González, 2013).

Debido a que las tecnologías de RA y RV facilitan el acceso a contenidos que en ocasiones son difícilmente accesibles de otro modo, representan un recurso

ItInerarIos vIrtuales como herramIentas complementarIas a las salIdas de campo

-167- Bol. R. Soc. Esp. Hist. Nat., 113(1), 2019

extremadamente útil para complementar la enseñanza práctica en el campo de las Ciencias Naturales. Los docentes especializados en esta rama educativa se enfrentan a menudo a una falta de financiación y a una escasez de medios materiales y recursos didácticos para la enseñanza práctica, que se adquiere fundamentalmente a través de salidas de campo y que es básica para la formación científica e investigadora del estudiante (moya-PalomaRes et al., 2005). Gracias a la RA y RV es posible crear recorridos o salidas de campo virtuales que permiten ampliar conocimientos y enfocar el aprendizaje práctico de una manera alternativa. Por otra parte, estos itinerarios virtuales proporcionan también material didáctico que puede ser utilizado como complemento previo y/o posterior a una salida de campo presencial. Además, el uso de itinerarios virtuales aporta numerosas ventajas pedagógicas ya que fomenta el desarrollo de un ambiente colaborativo en el que tanto el docente como el estudiante son responsables del aprendizaje y permiten que el entorno sea explorado de diferentes maneras facilitando su adaptación a los distintos estilos de aprendizaje de los alumnos (Robinson, 2009).

2. antecedentes y Planteamiento del PRoyecto

El medio marino siempre ha constituido una de las mayores pasiones del ser humano. Algunas de las primeras civilizaciones de la edad antigua se desarrollaron alrededor de las costas del mar Mediterráneo. Mares y océanos han sido y son actualmente fuente de riqueza y desarrollo para cualquier ser humano (PRonzato & manconi 2008; baRbieR, 2011; Ramos et al. 2011). De un modo u otro, el mar forma parte de nuestras vidas y también del resto de los seres vivos que habitan el planeta siendo uno de los motores reguladores del clima alrededor del globo. Su composición, estructura, así como los seres vivos que lo habitan han sido y siguen siendo hoy en día uno de los grandes desconocidos del planeta. Por estos motivos entre otros, en la Universidad Autónoma de Madrid hay al menos doce asignaturas, repartidas en tres grados y un Máster, en las que de forma directa o indirecta se trata de algún modo el estudio de la biodiversidad marina. Sin embargo, la localización de la universidad en el centro de la Península Ibérica y a más de 300 kilómetros de la costa, dificulta el acercamiento a los ecosistemas marinos y la observación in situ de la flora y fauna que ocupa estos hábitats. Pero estas limitaciones no son exclusivas de centros que se encuentran alejados de la costa, sino que existen otras muchas situaciones que dificultan el aprendizaje debido a la inaccesibilidad del objeto de estudio. El océano profundo, por ejemplo, se ha estudiado tradicionalmente de manera indirecta desde la superficie del mar, no siendo hasta hace unas décadas que la ingeniería ha permitido al ser humano observarlo de primera mano con el desarrollo de vehículos submarinos apropiados (KunziG, 2000). Sin embargo, el desarrollo de nuevas tecnologías como la RA y RV facilitan el acceso virtual a estos ecosistemas y por tanto suponen un recurso de gran utilidad para complementar la enseñanza práctica y teórica de la biodiversidad marina. Permite trasladarse (virtualmente) de manera sencilla y accesible a los ecosistemas que se están estudiando en el aula, proporcionando una visión más real, inmersiva y cercana que permite fijar conceptos y entender más fácilmente el funcionamiento de este complejo ecosistema. Con el objetivo de proporcionar una experiencia de aprendizaje inmersiva y complementar las prácticas de campo relacionadas con la biología marina, se plantea la creación de material docente que incorpore elementos de RA y RV en dos asignaturas concretas, estrechamente relacionadas con el estudio de la biodiversidad marina: “Biología Marina” y “Gestión y Conservación de la Biodiversidad Marina”, asignaturas optativas del Máster en Biodiversidad.

En la asignatura de Biología Marina el estudiante aprende las características generales de la vida en el mar, los principales factores bióticos y abióticos, así como conceptos de oceanografía básica. Se explica la estructura trófica y biótica de los ecosistemas, así como las distintas estrategias vitales de los organismos marinos. Asimismo, se estudia en detalle la zonación, es decir, los pisos en los que se distribuye la fauna y flora marina a lo largo de zonas diferenciadas formando distintas comunidades de características específicas. Entender cómo influyen los patrones bióticos y abióticos en la composición de las comunidades que forman los distintos hábitats, es fundamental para comprender cómo funciona un ecosistema marino costero. La asignatura de Biología marina cuenta con una salida de campo de seis días de duración a una zona costera del litoral atlántico gallego, en concreto O Grove (Pontevedra). Durante estos días se realizan numerosas actividades en las que los estudiantes tienen que poner en práctica los conocimientos adquiridos, por ejemplo, para reconocer los distintos pisos del intermareal rocoso.



Para ello tienen que observar e interpretar características abióticas como las mareas, el oleaje o la pendiente, así como a reconocer e identificar las especies de flora y fauna características de cada piso o zona.

La asignatura de Gestión y Conservación de la Biodiversidad Marina tiene un objetivo diferente. En este caso se pretende acercar al alumno a la situación actual de la biodiversidad marina, así como las estrategias para su conservación y gestión. Para ello, la asignatura cuenta con una salida de campo de 5 días a un área marina protegida de Almería, el Parque Natural Marítimo-Terrestre de Cabo de Gata-Níjar. Durante estos días se visitan diferentes áreas del parque para observar y entender el efecto positivo de las áreas marinas protegidas sobre su fauna y flora, así como los efectos negativos del impacto humano en el mar: contaminación, alteración y destrucción de hábitat, sobrepesca, etc. Los estudiantes se adentran en las aguas del Mediterráneo con equipo ligero (tubo y gafas) para observar, entre otras comunidades, las emblemáticas praderas de Posidonia oceanica. Esta fanerógama marina es endémica del Mediterráneo y forma praderas de gran importancia ecológica, que albergan una elevadísima biodiversidad de especies y actúan como protectores naturales de la costa. Sin embargo, lamentablemente estas praderas están en recesión por problemas de contaminación y arrastres pesqueros. En el Parque Natural de Cabo de Gata-Níjar, los estudiantes observan en vivo estas importantísimas comunidades, así como otras comunidades representativas de la zona como son los arrecifes de vermétidos, también endémicos del mediterráneo y de gran importancia ecológica.

Para complementar las salidas de campo de estas dos asignaturas y proporcionar recursos permanentemente accesibles a los alumnos tanto para la preparación previa a la práctica como para el repaso posterior, se planteó la creación de material docente utilizando tecnología de RA y RV. Así, para la asignatura de Biología Marina se diseñó un itinerario virtual por la costa rocosa de O Grove a partir de fotografías de 360º en las que se pueden recorrer de manera virtual las distintas zonas del intermareal y observar las especies características de cada piso. Para la asignatura de Gestión y Conservación del Medio Marino se elaboró un video submarino de 360º, mediante el cuál los estudiantes pueden realizar una inmersión de buceo virtual y observar la enorme diversidad asociada a las comunidades de praderas de Posidonia y otras comunidades características de la Reserva Marina del Parque Natural de Cabo de Gata-Níjar, aunque no tengan una titulación para la práctica del buceo autónomo o se encuentren a cientos de kilómetros de la costa.

Por último, también hemos diseñado una aplicación de RA mediante la cuál se pueden observar modelos 3D de ejemplares de invertebrados marinos a través de un dispositivo móvil. Dicha aplicación puede ser utilizada en la docencia de las dos asignaturas mencionadas anteriormente y de otras en las que se estudia la diversidad de animales marinos. En los siguientes párrafos procedemos a detallar los métodos utilizados para la creación de este material docente y describimos en detalle sus principales características.

3. diseño y cReación del mateRial docente

3.1. Itinerario virtual por una costa rocosa

El objetivo principal del recorrido virtual 360º es facilitar el acceso de los estudiantes a la costa atlántica gallega de manera que se puedan familiarizar con la flora y fauna marina de esta zona, además de observar la zonación característica de este ecosistema. Durante la salida de campo realizada en marzo de 2019, realizamos una serie de fotografías en 360º utilizando una cámara Ricoh Theta V en las que se puede observar con claridad los distintos pisos del intermareal rocoso de la zona. Estas imágenes fueron utilizadas como base para la creación del itinerario virtual en la plataforma online Roundme (https://roundme.com). Roundme es una plataforma gratuita de visitas virtuales, que permite a los usuarios crear, editar, publicar y compartir fotos panorámicas de 360º y contenido multimedia de entornos reales. Estas visitas virtuales interactivas pueden experimentarse utilizando simplemente un ordenador o dispositivo móvil, o de manera más inmersiva utilizando un visor como Google Cardboard.

Para crear el itinerario o tour virtual en Roundme, procedemos a subir una foto panorámica 360º de la zona de estudio y detallamos una serie de datos de identificación incluyendo título y descripción del itinerario, e incluso la ubicación exacta de la zona mediante coordenadas asociadas en Google Maps. Una vez creado el itinerario se puede



visualizar y editar. En esta etapa es donde podemos incluir puntos de información en la panorámica con los que el usuario puede interactuar para obtener más información sobre los elementos que aparecen en el recorrido. En nuestro caso, añadimos imágenes de las especies animales y vegetales más características de cada zona o piso intermareal, además de otros detalles (biología, ecología trófica, etc.) que consideramos importantes para el aprendizaje de nuestros estudiantes (Figura 1). Para realizar el recorrido o itinerario virtual, los alumnos solo tienen que acceder al siguiente enlace https://roundme.com/tour/437247/view/1495690/ o escanear el código QR correspondiente (Figura 1) y navegar por la imagen panorámica con el ratón en un ordenador, o incluso con el dedo en sus dispositivos móviles. Al navegar por la imagen se pueden encontrar varios puntos de información, en los que al pulsar en el icono correspondiente se accede a información detallada sobre distintas especies representativas y características de los pisos intermareales en los que se encuentran. Además, a través de la plataforma Roundme podemos también añadir otras imágenes panorámicas para crear recorridos de varias etapas, incorporar audios direccionales o enlaces para acceder a información adicional.

Con este tour virtual e interactivo por el intermareal de la costa rocosa de O Grove (Pontevedra) se amplía y completa parte de la asignatura de Biología marina del Máster en Biodiversidad, en la que la mayor parte de los estudiantes asisten de manera presencial durante una semana a las prácticas de campo. En este caso, el tour sirve para dar una primera idea de lo que van a encontrarse a su llegada, pudiendo observar perfectamente todo aquello ya explicado en clase, pero también podrán utilizar los recorridos para repasar y recordar lo que han visto después de la salida de campo. Además, los estudiantes que por cualquier razón no pudieran acudir a dichas prácticas de campo, podrán disfrutar virtualmente de gran parte del recorrido que realizarán sus compañeros, eso sí, sin mojarse las manos.

3.2. Inmersión de buceo virtual en una reserva marina

La recopilación de videos para la elaboración de la inmersión de buceo virtual se realizó en el Parque Natural de Cabo de Gata-Níjar. Consideramos que este sitio resultaba idóneo para desarrollar una inmersión de buceo virtual por dos motivos principales: el primero es que se trata del lugar donde se realiza la parte práctica de la

Figura 1. Itinerario virtual por el intermareal rocoso de O Grove, Galicia. (a) Captura de pantalla del itinerario visua-lizado con la aplicación Roundme en el que se puede observar la información adicional que aparece al pinchar en los iconos de información. (b) Código QR para acceder al recorrido virtual.



asignatura de Gestión y Conservación del Medio Marino mencionada anteriormente. Esto permitió que la logística para recopilar el material necesario para la creación de esta experiencia virtual (ej. videos submarinos, información sobre especies características) resultase mucho más sencilla, pero además nos permitió comprobar de primera mano el interés y entusiasmo con que los alumnos acogen este tipo de iniciativas. Por otro lado, el Parque Natural de Cabo de Gata-Níjar ofrece unas condiciones privilegiadas para la elaboración de videos submarinos, tanto por los aspectos más técnicos ya que presenta unas condiciones magníficas de visibilidad y luminosidad en el agua, como por los aspectos biológicos, siendo una de las áreas más diversas de nuestras costas. Las buenas condiciones de visibilidad son muy importantes a la hora de obtener videos de calidad en cuanto a nitidez, profundidad de campo y reconocimiento de patrones de color en las especies que se observan. Este último aspecto es especialmente relevante en el medio acuático puesto que, cuando la luz atraviesa el agua, esta absorbe las distintas frecuencias del espectro visible de manera selectiva y altera nuestra percepción del color; las frecuencias más bajas, asociadas al color rojo y naranja son absorbidas en los primeros metros mientras que los verdes y azules alcanzan una mayor profundidad. La atenuación y distorsión de los colores solo puede evitarse mediante el uso de iluminación artificial con focos submarinos, lo cual es una solución sencilla para la toma de fotografías en planos cortos pero inviable a la hora de registrar de manera general los paisajes y las comunidades biológicas en formato de video 360°. Por este motivo, las zonas óptimas para realizar las grabaciones destinadas a la inmersión de buceo virtual son zonas muy iluminadas, poco profundas y con aguas claras. Estas condiciones se dan con frecuencia en el Parque Natural de Cabo de Gata-Nijar donde, además, podemos encontrar una gran heterogeneidad de ambientes en zonas someras: fondos rocosos dominados por macroalgas fotófilas, comunidades de sustrato blando, praderas de fanerógamas y comunidades de invertebrados esciáfilos en extraplomos y túneles, entre otros (GaRcía-Raso et al., 1992). Esto permite que los estudiantes que experimenten esta inmersión virtual puedan observar comunidades con una estructura y composición de especies muy variadas, haciendo patente la influencia de factores abióticos como la orientación, la inclinación o el tipo de sustrato. Además de esta heterogeneidad de hábitats, los fondos marinos de Cabo de Gata presentan una gran riqueza de especies, muchas de ellas escasas en otras regiones próximas sin ningún grado de protección (GaRcía-chaRton et al., 2004; VillamoR & beceRRo 2012; hoGG et al., 2017).

Se realizaron un total de cuatro inmersiones en puntos emblemáticos de la Reserva Marina de Cabo de Gata-Níjar, incluyendo la Cueva del Francés, el Túnel Naranja, La Amatista y Punta de la Isleta, registrando una gran variedad de ecosistemas y comunidades de especies que abundan en la zona. Se grabaron 65 videos cortos cuya duración aproximada abarca desde unos pocos segundos a 3 minutos. Para la edición y elaboración de la experiencia de realidad virtual se utilizaron las partes más representativas de 29 de las grabaciones, creando una inmersión virtual en la Reserva Marina de Cabo de Gata-Níjar de un total de 7 minutos, que incluye la navegación al punto de inmersión, el descenso para visitar los distintos hábitats de la zona y la vuelta a la superficie. La edición y montaje se realizaron con el programa Final Cut Pro (https://www.apple.com/final-cut-pro/), y el video final se exportó y convirtió en imagen 360º con los programas Handbrake (https://handbrake.fr) y 360 Video Metadata Tool (https://afly.co/9kr2) y se subió a YouTube para facilitar su acceso a cualquier persona interesada. Para realizar esta inmersión virtual, los alumnos pueden abrir el enlace https://www.youtube.com/watch?v=WNw29byKu1w&feature=youtu.be o escanear el código QR correspondiente (Figura 2) con sus dispositivos móviles y colocarlos en un visor de realidad virtual como Google Cardboard. De manera alternativa, también pueden navegar simplemente moviendo el dispositivo móvil en el espacio o desplazando la imagen con el dedo en una pantalla táctil o con el ratón en un ordenador.

Para complementar esta experiencia y dotarla de un mayor valor didáctico, elaboramos una serie de fichas informativas que permiten a los estudiantes reconocer e identificar las especies más características de esta zona y observar rasgos de su comportamiento en su medio natural. Se seleccionaron un total de 20 especies (Tabla 1), fácilmente identificables de manera visual en el recorrido submarino, abarcando una amplia variedad de grupos taxonómicos animales y vegetales (ej. macroalgas, esponjas, briozoos, cnidarios, moluscos, equinodermos, peces). Se elaboraron fichas informativas de todas aquellas especies seleccionadas, incluyendo información relacionada con su encuadre taxonómico, dieta, tipo de reproducción, distribución o estado de conservación, así como algunos datos de interés relacionados con su interés económico, importancia



ecológica o curiosidades de su biología (Figura 3). Dichas especies se clasificaron en tres categorías (fácil, intermedio y experto) según su dificultad a la hora de ser localizadas o identificadas durante el recorrido virtual submarino.

Uno de los objetivos principales del proyecto es también ampliar el número de hábitats y especies que los estudiantes pueden reconocer y explorar mediante la realización de nuevos recorridos virtuales en otros hábitats marinos (por ejemplo, fondos coralígenos o cuevas submarinas), e incluso que puedan acceder a visitar virtualmente otras regiones geográficas. Al mismo tiempo, estas actividades de localización y reconocimiento de especies podrían complementarse con nuevos videos submarinos donde se recojan, también en formato 360°, algunas de las actividades de investigación del departamento tales como censos y campañas de monitoreo de especies, recogida de muestras o instalación y seguimiento de experimentos. De este modo los estudiantes podrían observar y experimentar, de primera mano, las particularidades de la realización de trabajos científicos en el medio marino, que son difícilmente accesibles de otro modo.

3.3. VitrinasXR: Aplicación de modelos 3D en realidad aumentada

Además del recorrido virtual por la costa rocosa de O Grove y la inmersión de buceo virtual en la Reserva Marina de Cabo de Gata-Níjar, se ha creado material con elementos de RA asociados que pueden ser utilizados en la docencia de ambas asigna-turas mencionadas anteriormente. Este material, que se ha agrupado en una aplicación de RA denominada VitrinasXR (Figura 4a) se ha incorporado a la colección de inver-

Figura 2. Inmersión de buceo virtual en la Reserva Marina del Parque Natural de Cabo de Gata. (a) Captura de pan-talla del video de realidad virtual en 360º visualizado en la plataforma YouTube. (b) Código QR para acceder a la experiencia de realidad virtual.

Tabla 1. Especies presentes en la inmersión virtual en la Reserva Marina de Cabo de Gata-Níjar seleccionadas para la crea-ción de fichas de identificación.

Dificultad EspecieFácil Posidonia oceanica (Linnaeus) Delile, 1813

Jania rubens (Linnaeus) Lamouroux, 1816Padina pavonica (Linnaeus) Thivy, 1960Halopteris scoparia (Linnaeus) Sauvageau, 1904Astroides calycularis (Pallas, 1766)Sepia officinalis Linnaeus, 1758Chromis chromis (Linnaeus, 1758)Sarpa salpa (Linnaeus, 1758)

Intermedio Asparagopsis sp.Pelagia noctiluca (Forsskål, 1775)Echinaster sepositus (Retzius, 1783)Holothuria tubulosa Gmelin, 1791Octopus vulgaris Cuvier, 1797Mullus surmuletus Linnaeus, 1758

Experto Chondrosia reniformis Nardo, 1847Myriapora truncata (Pallas, 1766)Thalassoma pavo (Linnaeus, 1758)Coris julis (Linnaeus, 1758)Serranus scriba (Linnaeus, 1758)Diplodus vulgaris (Geoffroy Saint-Hilaire, 1817)



Figura 4. Aplicación de realidad aumentada VitrinasXR. (a) Vista de la aplicación accesible a través de la plataforma gra-tuita Aumentaty y la aplicación Scope. (b) Proceso de escaneado de un ejemplar de invertebrado marino. (c) Vista de la bóveda del programa Qlone para facilitar el escaneo de objetos en 3D. (d) Ejemplo de uno de los modelos 3D (Spongia officinalis) creados a partir de la aplicación Qlone.

Figura 3. Ejemplos de fichas de identificación de especies que aparecen durante la inmersión de buceo virtual por la Reserva Marina del Parque Natural Cabo de Gata-Níjar.



tebrados marinos situada desde hace más de 20 años en unas vitrinas expositivas en el Departamento de Biología de la Universidad Autónoma de Madrid. Como todos los depositarios de historia natural existentes, estas colecciones suponen una herramienta básica de investigación científica ya que son testimonio de la biodiversidad y repre-sentan verdaderas bibliotecas taxonómicas, pero además constituyen un patrimonio histórico, estético y por supuesto, un instrumento con gran potencial pedagógico y divulgativo (sánchez almazán, 2017). Sin embargo, con el auge de internet y las nuevas tecnologías, estas colecciones van quedando anticuadas y poco a poco dejan de cumplir su misión de acercar el conocimiento, ya que el interés del público se centra en otros elementos menos obsoletos (aRiño, 2010). Además de las tradicionales fichas con in-formación básica, fotografías, dibujos o incluso moldes, numerosos museos y centros científicos llevan años asociando información más detallada y real, como por ejem-plo fonotecas o representaciones digitales, que confieren un carácter más “vivo” a los ejemplares de las colecciones que albergan (baRatas-díaz & González bueno, 2013). La RA también se está incorporando recientemente, demostrado su enorme valor didác-tico como recurso de vanguardia en museos y centros de interpretación, presentando el contenido de una forma mucho más atractiva y entretenida y, por tanto, favoreciendo aún más la interacción con el visitante (toRRes, 2011). La combinación de la función que han desempeñado tradicionalmente las colecciones de historia natural, como depó-sitos de información de otro modo difícilmente accesible, junto con las posibilidades tecnológicas que brinda la RA, nos llevó a diseñar este proyecto para incorporar más información y hacer más atractiva la exposición de animales invertebrados marinos de nuestro departamento.

Para desarrollar la aplicación, generamos una serie de modelos 3D con el programa Qlone (https://www.qlone.pro/), que permite escanear a través de una aplicación para móvil cualquier objeto que se sitúe en una cuadrícula que el propio programa facilita y que puede imprimirse en diferentes tamaños para adecuarse al tamaño del ejemplar (Figura 4b-c) (nota de los autores: recomendamos tamaño A2 para el escaneo de cabezas humanas). Para conseguir suficiente nitidez en los ejemplares y proporcionar el detalle necesario en todos los modelos, utilizamos un stand rotatorio que minimizaba los posibles movimientos bruscos durante el giro del ejemplar para su escaneo, junto con diferentes tipos de iluminación para poder registrar los animales desde todos sus ángulos y no perder los detalles de relieve o rugosidad de algunas de las superficies (Figura 4b-c). Si bien esta metodología es adecuada para organismos de tamaño mediano (comprendidos entre aproximadamente 5–30 cm de diámetro), presenta limitaciones a la hora de escanear organismos de menor o mayor tamaño debido a la dificultad de la cámara para captar pequeños detalles (en ejemplares de menos de 5 cm) o para abarcar una cuadricula suficientemente grande (en ejemplares de más de 30 cm). Del mismo modo, la capacidad de resolución del programa de escaneo no es suficiente para plasmar de manera eficaz morfologías complejas como la estructura plana que presentan corales y gorgonias. Por último, la necesidad de colocar al organismo de manera aislada sobre una cuadrícula de papel dificulta el trabajo con organismos de estructuras blandas conservados en alcohol, como anélidos o algunos grupos de moluscos.

Para la versión inicial de la aplicación de RA, seleccionamos 6 ejemplares de distintos grupos taxonómicos, que representan especies emblemáticas, especies que poseen caracteres morfológicos indispensables para la identificación del grupo, y que mostraban un mejor estado de conservación en cuanto a la forma y color original. Las especies seleccionadas son la esponja Spongia officinalis (Figura 4d), los moluscos Pecten jacobaeus y Nautilus pompilius, el equinodermo Marthasterias glacialis y el cnidario Tubipora musica. Para desarrollar la aplicación móvil de RA, utilizamos el programa Creator de la plataforma Aumentaty (https://www.aumentaty.com/community/es/). Este programa permite asociar modelos 3D (o cualquier otro elemento como imágenes estáticas o vídeos) a códigos QR. Posteriormente, mediante la aplicación móvil Scope de la misma plataforma, se pueden escanear estos códigos QR con un dispositivo móvil, lo que permitirá visualizar e interactuar con los distintos modelos 3D. Para facilitar el acceso a este contenido se han colocado fichas informativas de cada una de las especies seleccionadas junto al ejemplar correspondiente en las vitrinas expositivas del Departamento de Biología de la UAM. En estas fichas aparecen datos básicos sobre la taxonomía y biología de la especie, además del código QR asociado para su escaneo con un dispositivo móvil (Figura 5). Además, la aplicación Scope permite crear marcadores temporales por lo que los modelos 3D y el resto del contenido de RA asociado a los



ejemplares es accesible incluso si el estudiante no está personalmente delante de la vitrina para escanear el código QR.

4. consideRaciones finales

La realidad aumentada y la realidad virtual son unas de las herramientas con mayor potencial y proyección en el ámbito educativo y formativo, capaces de fomentar de manera significativa la motivación y el aprendizaje en el aula. Los avances tecnológicos y la popularidad de estas herramientas han propiciado que hoy en día cumplan unos requisitos fundamentales para su uso efectivo en educación, como son la facilidad para la creación de material por parte del docente, la facilidad de uso por parte del alumno, o la interdisciplinariedad (hoRRa, 2016).

En el caso específico de la aplicación de estas tecnologías para la creación de salidas de campo o recorridos virtuales, presentan además una serie de beneficios añadidos. Es poco probable que alumnos de entornos socioeconómicos desfavorecidos puedan disfrutar fuera de la escuela de visitas culturales o actividades en la naturaleza, por lo que las excursiones virtuales acercan estas experiencias y reducen en cierta medida las desigualdades sociales (GReene et al. 2014). Por otra parte, la utilización de múltiples medios y la flexibilidad que caracteriza a las excursiones virtuales redunda en mejores resultados de aprendizaje ya que se adapta a la diversidad de estilos de aprendizaje de los alumnos (GReenbeRG, 2004). De manera similar, las visitas virtuales presentan también grandes beneficios para los alumnos con necesidades educativas específicas, fomentando la inclusividad y la atención a la diversidad en el aula. La RA y RV, permiten que alumnos con dificultades físicas y de comunicación participen en ciertas actividades que de otra manera serían difícilmente accesibles para ellos, sin necesidad de que profesionales o familias tengan que desplazarse (Ponce & laGo, 2015). Por tanto, estas tecnologías permiten ofrecer experiencias educativas basadas en los principios del Diseño Universal de Aprendizaje, que intenta eliminar barreras y proporcionar las herramientas que mejor se adaptan a las necesidades de los estudiantes, independientemente de su condición física o mental, facilitando así la participación de todos los alumnos, incluyendo aquellos con diversidad funcional (feRnández PoRteRo, 2018; luque & cabezas, 2017).

Actualmente existen numerosos recursos para la creación de material didáctico con elementos de RA y RV asociados, que son fácilmente accesibles y pueden utilizarse sin necesidad de experiencia previa o formación específica por parte de los docentes. La facilidad de uso y los beneficios pedagógicos que proporcionan estas tecnologías emergentes hacen que sean unas herramientas con gran potencial en educación, por lo que animamos a todos los docentes a considerar su incorporación en sus prácticas educativas.

aGRadecimientos

Figura 5. Fichas asociadas a la aplicación de realidad aumentada VitrinasXR que incorporan información básica de la especie y un código QR para acceder a los modelos 3D.



Queremos expresar nuestro más sincero agradecimiento a José Dulac e Ibán de la Horra por prestarnos formación y asesoramiento técnico durante el desarrollo de este proyecto. Muchas gracias también a Eduardo López por su colaboración en la creación de material docente y a Ángel Luque por su apoyo y ayuda con las vitrinas expositivas. Nos gustaría agradecer también al equipo de Innovación Docente de la Universidad Autónoma de Madrid la financiación recibida, indispensable para la creación del material audiovisual utilizado en este proyecto (El Despertar de las Vitrinas C_028.18_INN).

biblioGRafíaaRiño, A.H. 2010. El museo de zoología en la era de la biodiversidad. Revista de Museología, 48:

94–105.baRatas-díaz, a. & González-bueno, A. 2013. De gabinete a ‘science center’: 500 años de

coleccionismo en Historia Natural. Memorias de la Real Sociedad Española de Historia Natural, 11: 9–26.

baRbieR, E.B. 2011. Progress and challenges in valuing coastal and marine ecosystems services. Review of Envionmental Economics and Policy, 6(1): 1–19.

ceRRo Velázquez, f., & moRales méndez, G. 2017. Realidad Aumentada como herramienta de mejora de la inteligencia espacial en estudiantes de educación secundaria. Revista de Educación a Distancia, 17(54): 1–14.

cózaR GutiéRRez, R., Valle de moya, M. del, HeRnández bRaVo, j.a. & heRnández bRaVo, J.R. 2015. Tecnologías emergentes para la enseñanza de las ciencias sociales. Una experiencia con el uso de Realidad Aumentada en la formación inicial de maestros. Digital Education Review, 27: 138–153.

hoRRa Villacé, I. de la 2016. Realidad aumentada, una revolución educativa. Edmetic: Revista de Educación Mediática y TIC, 6: 9–22.

estebanell, m., feRRés, j., coRnellà, P. & codina, d. 2012. Realidad aumentada y códiGos qR en educación. En: j. heRnández, m. Pennesi, d. sobRino & a. Vázquez (Coords). Tendencias emergentes en educación con TIC. pp. 277–320. Editorial Espiral. Barcelona.

feRnández PoRteRo, i. 2018. Diseño universal para el aprendizaje de idiomas en personas con diversidad funcional. Revista de Educación Inclusiva, 11(1): 251–266.

GaRcía-chaRton, j.a., PéRez-Ruzafa, a., sánchez-jeRez, P., bayle-semPeRe, t., Reñones, o., & moReno, d. 2004. Multi-scale spatial heterogeneity, habitat structure, and the effect of marine reserves on Western Mediterranean rocky reef fish assemblages. Marine Biology, 144: 161–182.

GaRcía-Raso, j.e., luque, a.a., temPlado, j., salas, c., heRGueta, e., moReno, d. & calVo, m. 1992. Fauna y Flora Marinas del Parque Natural de Cabo de Gata-Nijar. 288 pp. Madrid.

GReenbeRG, a. 2004. Navigating the Sea of Research on Video Conferencing-Based Distance Education: A Platform for Understanding Research into the Technology’s Effectiveness and Value. Polycom Whitepaper.

GReene, j.P., Kisida, b., & bowen, d.h. 2014. The Educational Value of Field Trips. Education Next, 14(1): 78–86.

González, o. 2013. Educación aumentada. Centro de conocimiento de tecnologías aplicadas a la educación. CITA, 19: 1. <http://elblogdeoscargonzalez.es/2013/03/educacion-aumentada.html> [Consulta: 10-octubre-2019].

hoGG, K., semitiel-GaRcía, m., noGueRa-méndez, P. & GaRcía-chaRton, j.a. 2017. A governance analysis of Cabo de Palos-Islas Hormigas and Cabo de Gata-Níjar Marine Protected Areas, Spain. Marine Policy, doi:10.1016/j.marpol.2017.10.035.

KunziG, R. 2000. Mapping the deep: The extraordinary story of ocean science. 352 pp. Norton Company. New York.

mcmillan, K., flood, K. & GlaeseR, R. 2017. Virtual reality, augmented reality, mixed reality, and the marine conservation movement. Aquatic Conservation: Marine Freshwater Ecosystems, 27: 162–168.

Moya-Palomares, M.E., Centeno Carrillo, J.D. & Acaso, E. 2006. Itinerario virtual por el Macizo de Peñalara, un método complementario a las salidas de campo. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 13(3): 329–333.

luque, m.o. & cabezas, n. 2017. Proyecto TACTO: Ciencia para todas las personas a través de la traducción. Boletín de la Real Sociedad Española de Historia Natural, Sección Aula, Museos y Colecciones, 4: 147–152.

Ponce l. & laGo, P. 2015. La excursión virtual como estrategia didáctica en el aula de Música y de otras materias. Fortalezas y limitaciones. Didáctica, Innovación y Multimedia, 32: 1–14.

PRendes esPinosa, C. 2015. Realidad aumentada y educación: análisis de experiencias prácticas. Píxel-Bit. Revista de Medios y Educación, 46: 187-203.

PRonzato, R. & manconi, R. 2008. Mediterranean commercial sponges: over 5000 years of natural history and cultural heritage. Marine Ecology, 29(2): 146–166.

Ramos, j., domínGuez-bella, s., cantillo, j.j., soRiGueR, m., PéRez, m., heRnando, j., Vijande, e., zabala, c., clemente, i. & beRnal, D. 2011. Marine resources exploitation by Paleolithic hunter-fisher-gatherers and Neolithic tribal societies in the historical region of the Strait of Gi-



braltar. Quaternary International, 239: 104–113.Robinson, L.C. 2009. Virtual field trips: The pros and cons of an educational innovation. Compu-

ters in New Zealand Schools: Learning, Teaching, Technology, 21(1): 1–17.Ruiz, u.G., GaRitano, e.t., & GaRRido, c.m. 2016. Percepciones del alumnado hacia el aprendiza-

je mediante objetos educativos enriquecidos con realidad aumentada. Edmetic: Revista de Educación Mediática y TIC, 6: 145–164.

sánchez almazán, j. 2017. La gestión de colecciones de historia natural: criterios y parámetros para su evaluación. Boletín de la Real Sociedad Española de Historia Natural, Sección Aula, Mu-seos y Colecciones, 4: 69–79.

toRRes, d.R. 2011. Realidad Aumentada, educación y museos. Revista ICONO14 Revista científica de Comunicación y Tecnologías emergentes, 9(2): 212–226.

VillamoR, a. & beceRRo, m.a. 2012. Species, trophic, and functional diversity in marine protected and non-protected areas. Journal of Sea Research. 73: 109–116.

113, 2019: 165-176 Viajes científicos · itinerary, 360º image, Digital learning. Resumen La...

Documents

Transcript of 113, 2019: 165-176 Viajes científicos · itinerary, 360º image, Digital learning. Resumen La...