La realidad virtual como herramienta educativa para la enseñanza de las ciencias morfológicas
Citar este artículo como: Cuello Díaz, E.A.,
& Castillo Beard, L.A. (2019). La realidad virtual como herramienta
educativa para la enseñanza de las ciencias morfológicas. Revista Utesiana de
la Facultad de Arquitectura e Ingeniería, 4(4), 16-23
https://www.utesa.edu/webutesa/documentos/Revistas/Ingenierias/2019_RUFAI_Ingenieria.pdf
LA REALIDAD VIRTUAL COMO HERRAMIENTA EDUCATIVA PARA LA ENSEÑANZA DE LAS
CIENCIAS MORFOLÓGICAS
Elizabeth A. Cuello Díaz, M.A.
Luis A. Castillo Beard, M.A.
INTRODUCCIÓN
En los últimos años la formación profesional, de manera particular
la medicina ha sido impactada por un nueva herramienta didáctica tecnológica,
la cual permite la visualización inédita en una nueva forma de ver las cosas
como si fueran reales, que resulta de la combinación funcional inmersiva y simultánea
de lo real con lo virtual, donde confluyen las personas con los objetos en un
escenario de enseñanza-aprendizaje heurísticos, dentro del cual el estudiante
tiene facilidad de descubrir, inventar, resolver y crear estrategias para
resolver problemas que permitan un aprendizaje eficaz.
Los
estudiantes de la Carrera de Medicina tienen la obligatoriedad de realizar
prácticas clínicas, y/o laboratorios durante el desarrollo de su carrera,
susceptibles de ser desarrolladas en base a tres variantes: a) la utilización
de cadáveres, viseras y elementos óseos; b) modelos anatómicos sintéticos; c)
el uso de simuladores clínicos, herramientas y aplicaciones tecnológicas.
Aunque los métodos de enseñanza tradicional o convencional acercan más al
estudiante con la realidad clínica, sin embargo, esta metodología implica la
exposición del estudiante y el docente a los conocidos riesgos biológicos y
químicos. Y además las implicaciones éticas que estos acarrean en nuestros
tiempos.
Los modelos
sintéticos (silicona o de polímero) que reflejan las estructuras anatómicas
humanas tienen como desventaja que no transmiten necesariamente la realidad
morfofuncional, es decir, que son invariables. Sin embargo, los programas de
realidad virtual pueden ser modificables y no acarrean riesgos biológicos,
químicos, ni éticos y facilitan que el estudiante desde su dispositivo
electrónico puede ponerse en contacto directo con esta práctica y repetir
cuantas veces lo necesite para un aprendizaje más significativo y permanente.
En
caso de que las prácticas se realicen bajo la modalidad osamentas y disección
anatómica (se extraen de la morgue de los hospitales, solicitado desde la
universidad, para donar fallecidos que no hayan sido identificado y no reclamado,
o que hayan sido reclamado y abandonados, previo la realización de analíticas
para descartar la presencia de enfermedades infecto contagiosas, no obstante,
esto no garantiza la posibilidad de llevar un cadáver contaminado, ejemplo VIH
que tiene una ventana de incubación viral de hasta 6 meses). Además está el
riesgo de contraer enfermedades por la exposición directa de los estudiantes y
docentes con las sustancias tóxicas utilizadas para el mantenimiento, también
estos tienen una utilidad limitada por el deterioro o descomposición de los
cuerpos, incluidos los órganos internos que son preservados mediante formol.[1] En
cambio usando la realidad virtual se pueden simular situaciones clínicas como
si fueran reales (anatomía digital); pero no solo en el ámbito educativo, la
realidad virtual ha implicado un cambio exponencial a tal punto que estudios
han demostrado que el uso de esta tecnología contribuye a minimizar los riesgos
de un paciente morir en un quirófano, pues la simulación previo a las intervenciones
reales disminuye los error clínicos.
Por lo
tanto, los métodos de enseñanza tradicionales presentan obstáculos didácticos,
sobre todo, cuando se trata de enseñar conceptos científicos complejos y
abstractos o modelos y protocolos de actuación (Nadan et al., 2011); además, algunos temas involucran situaciones de
peligro o riesgo para el estudiante, como es el caso, por ejemplo, del manejo
de sustancias químicas (Bohorquez et al.,
2009) o la exposición a cadáveres. En este sentido, la utilización de la
tecnología basada en realidad virtual permitirá superar las dificultades
mencionadas anteriormente, a la que promoverá la enteractuación de los alumnos
con los objetos de estudio, de forma que ninguna otra tecnología haría posible.
La experiencia inmersiva
e interactiva de la realidad virtual ofrece una nueva forma de observar los
datos e informaciones. En definitiva, el principal propósito de utilizar la
realidad virtual está relacionado con la aportación de información adicional
sobre las temáticas en las que se basa, puesto que se ha confirmado que existen
eficacia y calidad en el aprendizaje, innovación, colaboración e interacción y,
además, se ha concluido que la realidad virtual contribuye a mejorar la
capacidad de aprendizaje, y procura aumentar los niveles de participación entre
los mismos como sucede con la gamificación.
Este
ensayo pretende explorar en la literatura científica el uso de la realidad
virtual como herramienta educativa para la enseñanza de las ciencias
morfológicas.
DESARROLLO
El
término realidad virtual ha sido definido de diferentes maneras, combinando
principalmente tres perspectivas: la filosófica, la técnica y la psicológica
(Brudniy y Demilhanova, 2012). También se han empleados otros términos para
referirse a la realidad virtual, los cuales han sido adoptados como sinónimos:
entorno sintético, ciberespacio, realidad artificial o tecnología de simulación
(Cruz et al., 2014).
Siguiendo
a Lee et al. (2010), existen tres
tipos de realidad virtual, clasificada según los niveles de interacción y de
inmersión: sistemas de realidad virtual de escritorio o no inmersiva, sistema
de realidad virtual semi-inmersiva y sistema de realidad virtual de inmersión total.
Para promover el proceso de enseñanza-aprendizaje, es más recomendable el
sistema de realidad de inmersión, puesto que el usuario está aislado del mundo
físico exterior.
Desde
1986, cuando Lanier (1987) usó el término por primera vez, la realidad virtual
se ha descrito generalmente como una colección de dispositivos tecnológicos:
una computadora capaz de visualización 3D interactiva, una pantalla montada en
la cabeza y guantes de datos equipados con uno o más rastreadores de posición.
Los rastreadores detectan la posición y orientación del usuario e informan
sobre ello a la computadora, que actualiza (en tiempo real) las imágenes para
su visualización.
Posteriormente,
otros autores (Székely y Satava, 1999; McCloy y Stone, 2001; Rubino, 2002) han
compartido la misma visión de la realidad virtual: una colección de tecnologías
que permiten a las personas interactuar de manera eficiente con bases de datos
computarizadas en 3D en tiempo real, utilizando sus sentidos naturales y
habilidades.
De
acuerdo con Burdea y Coiffet (2003:3), “la realidad virtual es una interfaz de
computador avanzada que involucra simulación en tiempo real e interacciones a
través de canales multisensoriales. Sus modalidades sensoriales son visuales,
auditivas, táctiles, olfativas y del gusto”. Por su parte, Kirner (2011: 29)
define realidad virtual como “una interfaz de computador que permite al usuario
interactuar en tiempo real, con un mundo tridimensional generado por computador,
usando sus sentidos a través de dispositivos especiales”.
En los
últimos años, la realidad virtual generó entusiasmo y confusión, aunque no es
una tecnología nueva (Caporal et al.,
2019). Los principales avances recientes en la tecnología la han hecho
susceptible de nuevos dominios de aplicación que no se limitan a la educación,
la psiquiatría y la investigación científica. De hecho, es la convergencia de
tres tendencias lo que ha hecho esto posible. Primero, las computadoras de
escritorio, ahora, tienen tarjetas gráficas suficientemente potentes para
cumplir con los requisitos de representación en tiempo real necesarios para la
realidad virtual. En segundo lugar, la tecnología de realidad virtual se ha
optimizado para garantizar el confort visual y el uso ergonómico. Finalmente,
la disponibilidad generalizada por parte del consumidor de auriculares de
realidad virtual como el HTC Vive, Oculus Rift y la realidad mixta de Windows a
precios asequibles ha democratizado su uso (Caporal et al., 2019).
La realidad
virtual, en su esencia, es una tecnología que utiliza la percepción visual del
mundo real en entornos totalmente artificiales generados por computadora.
Concretamente, es la combinación de tres efectos. 1) Una experiencia de
inmersión total: los usuarios usan un auricular ópticamente hermético diseñado
para bloquear la luz externa; 2) Visión estereoscópica: cada ojo ve la misma
escena representada desde un ángulo ligeramente diferente, imitando la forma en
que los ojos de las personas ven el mundo en tres dimensiones; 3) Captura de
movimiento: la posición de la cabeza y los controladores del usuario se
detectan con tres o seis grados de libertad, lo que permite un seguimiento
preciso de los movimientos dentro de las escenas (Caporal et al., 2019).
A
través de estos efectos, la realidad virtual ofrece un contexto de
visualización único que aumenta la percepción de los detalles volumétricos. En
comparación con la visualización en un monitor de computadora convencional,
donde los usuarios generalmente ven los datos tridimensionales (3D) como un
observador pasivo, la experiencia inmersiva de la realidad virtual permite a
los usuarios ingresar literalmente dentro de sus datos, de una manera que se
siente espacialmente realista. Por esta razón, las experiencias de uso por
primera vez con realidad virtual se caracterizan generalmente por una sorpresa
o "efecto sorpresa" por parte del usuario (Caporal et al., 2019).
Los
protocolos de tratamiento y de enseñanza-aprendizaje mediante realidad virtual
se han creado para países desarrollados, donde se realizan la mayor parte de
las investigaciones, pero recientemente se llevó́ a cabo un estudio en
República Dominicana, con la finalidad de tratar el trastorno de pánico con
agorafobia. Para esta investigación se usó la realidad virtual como herramienta
didáctica y terapéutica. Los resultados de la experimentación mostraron que
la realidad virtual se posicionó como una herramienta de aprendizaje activa
valorada favorablemente por los estudiantes (Payano et al., 2019).
La
realidad virtual se utiliza en el campo de la medicina; por ejemplo para
analizar tumores intra-craneales (Lee y Wong, 2019), para realizar examenes
forenses de lesiones (Koller et al.,
2019), para tratamientos de medicina cardiovascular (Silva et al., 2018), para cirujía oncológica hepática (Quero et al., 2019), entre otras.
En el
campo educativo médico, la realidad virtual puede compensar muchos recursos y
equipos inadecuados y mejorar los métodos de enseñanza tradicionales (Hsieh y
Lee, 2018). Esta tecnología es ideal para el entrenamiento de simulación
quirúrgica, rehabilitación, manejo del dolor o terapia conductual; lo que
permite a los usuarios interactuar con realidad virtual, como si estuvieran
inmersos en la escena real. Así, el uso de la realidad virtual, también, puede
ayudar a los médicos en su trabajo, permitiendo que los médicos y enfermeras se
comuniquen de manera más efectiva con sus pacientes (Hsieh y Lee, 2018).
Una de
las aplicaciones más obvias de la realidad virtual es la enseñanza de la
anatomía. Las visualizaciones en 3-D del cuerpo humano se pueden manipular y
diseccionar fácilmente de manera similar y quizás más precisa que las
disecciones de cadáveres. Los cuestionarios y las demostraciones pueden
integrarse en el programa creando un entorno de aprendizaje de ejecución
automática, siendo esto último muy limitado en los simuladores y en los
cadáveres (Al-Jibury, 2017). Por esta razón, el aprendizaje basado en problemas
médicos, ha sido adoptado por muchas escuelas de medicina en el Reino Unido y
otras zonas del mundo (Al-Jibury, 2017).
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CONCLUSIÓN
En
relación con las ciencias de la salud, cabe mencionar que las primeras
aplicaciones sanitarias de realidad virtual comenzaron a principios de los años
90, debido a la necesidad del personal médico para visualizar datos médicos
complejos, particularmente durante la cirugía y para la planificación de la
cirugía (Chinnock, 1994). A partir de ahí, se ha utilizado en muchos campos de
la medicina, incluido en el proceso de formación de los futuros médicos
(McGrath et al., 2018), aunque, este
campo no se ha explorado a profundidad en la República Dominicana.
El uso
de la realidad virtual como modelo educativo en la enseñanza de la carrera de
medicina en la República Dominicana, podría mejorar el proceso de
enseñanza-aprendizaje del estudiante de ciencias morfológicas en la carrera de medicina,
a la vez que se superan los obstáculos (de costo, riesgos de salud, higiene,
conservación, mantenimiento, invariabilidad de los simuladores sintéticos, entre
otros) producidos por los métodos de enseñanza tradicionales.
Aunque, el uso de la realidad virtual vendría acompañado de la mejora
de los programas de las asignaturas, incluida la metodología de enseñanza aplicada,
se debería analizar las competencias previas del estudiante y el profesor
frente a nuevos modelos de aprendizajes, y cuáles serían las que adquirirían
con la incorporación del modelo educativo basado en la realidad virtual.
En
definitiva, el uso de la realidad virtual para la enseñanza de las ciencias
morfológicas tiene muchas oportunidades para la República Dominicana, si bien,
y aunque se ha utilizado en muchos otros países, es necesario realizar
investigaciones para conocer el comportamiento de esta herramienta, tanto para
el proceso de enseñanza-aprendizaje, como también de herramienta de
estimulación de la motivación del estudiante y del profesor.
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[1] https://www.cancer.gov/espanol/cancer/causas-prevencion/riesgo/sustancias/formaldehido/hoja-informativa-formaldehido
En 2011, el
Programa Nacional de Toxicología (National Toxicology Program),
integrado por diferentes dependencias del Departamento
de Salud y Servicios Humanos de
EE. UU., designó al formaldehído como carcinógeno humano conocido en
su 12.º Informe sobre Carcinógenos.
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