Período enero-junio 2024
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Integración de la realidad aumentada en la enseñanza de
matemáticas en la educación básica
Integration of augmented reality in mathematics teaching in basic
education
• Fecha derecepción: 2024-04-10 • Fecha de aceptación:2024-05-15 • Fecha depublicación:2024-06-01
Adriana de Los Ángeles Avalos Guijarro
Instituto Tecnológico Universitario Cordillera, Quito, Ecuador
adriana.avalos@cordillera.edu.ec
https://orcid.org/0009-0003-8963-3890
Resumen
Este estudio examina la integración de la Realidad Aumentada (RA) en la enseñanza de
matemáticas en la educación básica, con el objetivo de evaluar su efectividad, identificar
desafíos y determinar mejores prácticas. Utilizando una metodología de revisión sistemática
de la literatura, se analizaron diez estudios publicados entre 2020 y 2024, complementados
con datos cualitativos de encuestas, entrevistas y observaciones en aula. Los resultados
revelan un impacto positivo significativo de la RA en el rendimiento académico, la
motivación y la participación de los estudiantes. El 85% de los estudiantes reportaron una
mayor comprensión de conceptos matemáticos, y se observó un aumento del 60% en la
participación activa durante las lecciones con RA. Los docentes percibieron mejoras en el
rendimiento académico, pero señalaron la necesidad de formación adicional. Los hallazgos
también destacan desafíos en la implementación, incluyendo la falta de infraestructura
tecnológica en algunos contextos educativos. En conclusión, la RA demuestra ser una
herramienta prometedora para enriquecer la enseñanza de matemáticas en educación básica,
aunque su implementación exitosa requiere abordar barreras como la capacitación docente
y la disponibilidad de recursos tecnológicos. Este estudio proporciona una base sólida para
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futuras investigaciones sobre la integración a largo plazo de la RA en el currículo
matemático.
Palabras clave: realidad aumentada, educación matemática, tecnología educativa,
aprendizaje interactivo, educación básica.
Abstract
This study examines the integration of Augmented Reality (AR) in mathematics teaching in
basic education, with the aim of assessing its effectiveness, identifying challenges and
identifying best practices. Using a systematic literature review methodology, ten studies
published between 2020 and 2024 were analyzed, complemented by qualitative data from
surveys, interviews and classroom observations. The results reveal a significant positive
impact of RA on students' academic performance, motivation and participation. 85% of
students reported greater understanding of mathematical concepts, and a 60% increase in
active participation was observed during AR lessons. Teachers noted improvements in
academic performance, but noted the need for additional training. The findings also highlight
challenges in implementation, including the lack of technological infrastructure in some
educational contexts. In conclusion, the RA proves to be a promising tool for enriching
mathematics teaching in basic education, although its successful implementation requires
addressing barriers such as teacher training and the availability of technological resources.
This study provides a solid basis for future research on the long-term integration of RA into
the mathematical curriculum.
Keywords: augmented reality, mathematical education, educational technology, interactive
learning, basic education.
Introducción
La integración de la Realidad Aumentada (RA) en la enseñanza de matemáticas en la
educación básica representa un avance significativo en la transformación de los métodos
pedagógicos tradicionales. Esta innovación tecnológica promete revolucionar la forma en
que los estudiantes interactúan con conceptos matemáticos abstractos, ofreciendo un enfoque
más interactivo y visual (Arteaga Alcívar et al., 2023). En este contexto, la RA se posiciona
como una herramienta potencial para mejorar la comprensión y el compromiso de los
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alumnos con las matemáticas, un área que frecuentemente se percibe como desafiante en los
niveles educativos básicos (Chen et al., 2020).
La implementación de la RA en el aula de matemáticas no solo busca aumentar el interés de
los estudiantes, sino también proporcionar nuevas formas de visualización y manipulación
de conceptos matemáticos complejos. Según Guaña-Moya et al. (2022), la RA permite a los
educadores crear experiencias de aprendizaje inmersivas que pueden ayudar a los estudiantes
a comprender mejor las relaciones espaciales y los conceptos geométricos. Además, esta
tecnología tiene el potencial de adaptar el contenido a diferentes estilos de aprendizaje,
promoviendo así una educación más inclusiva y personalizada (Ibáñez & Delgado-Kloos,
2022).
No obstante, la integración efectiva de la RA en la enseñanza de matemáticas presenta
desafíos significativos. Entre estos se incluyen la necesidad de capacitación docente, la
disponibilidad de recursos tecnológicos adecuados y la alineación de las aplicaciones de RA
con los currículos existentes (López-Belmonte et al., 2020). Por consiguiente, es crucial
realizar una evaluación exhaustiva de los métodos de implementación, los resultados
obtenidos y las barreras encontradas en la adopción de esta tecnología en el contexto de la
educación matemática básica (Sirakaya & Sirakaya, 2020).
En este sentido, el presente estudio adopta una metodología de revisión sistemática de la
literatura, siguiendo el enfoque propuesto por Khan et al. (2003). Este método riguroso
permite una exploración exhaustiva de las investigaciones existentes sobre la integración de
la RA en la enseñanza de matemáticas en la educación básica. A través de un protocolo
predefinido, se identificarán preguntas de investigación clave, se establecerán criterios de
inclusión y exclusión, y se evaluará la calidad de los estudios seleccionados para
proporcionar una visión integral del estado actual de la investigación en este campo (Tzima
et al., 2023).
La relevancia de este estudio radica en su potencial para informar futuras prácticas
pedagógicas y políticas educativas. Al sintetizar la evidencia disponible sobre la efectividad
de la RA en la enseñanza de matemáticas, se espera proporcionar insights valiosos para
educadores, desarrolladores de tecnología educativa y responsables de políticas educativas
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(Yilmaz & Goktas, 2022). Estos hallazgos podrían guiar el diseño de intervenciones
educativas más efectivas y la creación de entornos de aprendizaje que aprovechen al máximo
las capacidades de la RA para mejorar la comprensión matemática en la educación básica
(Azuma et al., 2021).
Esta investigación se basa en los avances recientes en el campo de la RA aplicada a la
educación, como los descritos por Azuma et al. (2021), y busca contribuir al creciente cuerpo
de conocimiento sobre el uso de la RA en la educación STEM, un área que ha sido objeto de
numerosos estudios en los últimos años (Chen et al., 2020; Ibáñez & Delgado-Kloos, 2022).
Al centrarse específicamente en la enseñanza de matemáticas en la educación básica, este
estudio pretende llenar un vacío importante en la literatura existente y proporcionar
orientación práctica para la implementación efectiva de la RA en este contexto educativo
crucial.
Revisión de la literatura
La integración de la Realidad Aumentada (RA) en la enseñanza de matemáticas en la
educación básica ha experimentado un crecimiento significativo en los últimos años.
Siguiendo el método de revisión sistemática propuesto por Khan et al. (2003), se realizó una
búsqueda exhaustiva en las bases de datos SCOPUS, Web of Science y Google Académico,
aplicando criterios de inclusión y exclusión predefinidos. Esta revisión sintetiza los
hallazgos más relevantes de diez estudios publicados entre 2020 y 2024, ofreciendo una
visión integral del estado actual de la investigación en este campo.
La presente revisión de literatura sobre la integración de la Realidad Aumentada (RA) en la
enseñanza de matemáticas en la educación básica se ha llevado a cabo siguiendo la
metodología de revisión sistemática propuesta por Khan et al. (2003). Este enfoque riguroso
y estructurado permite una exploración exhaustiva y objetiva de la evidencia científica
disponible. El proceso se desarrolló en cinco etapas clave:
1. Formulación de preguntas de investigación: Se establecieron las siguientes preguntas
para guiar la revisión: a) ¿Cuál es la efectividad de la RA en la mejora del
rendimiento académico en matemáticas en la educación básica? b) ¿Qué desafíos se
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presentan en la implementación de la RA en la enseñanza de matemáticas a nivel
básico? c) ¿Cuáles son las mejores prácticas identificadas en la integración de la RA
en el currículo matemático de educación básica? d) ¿Cómo influye la RA en la
motivación y el compromiso de los estudiantes hacia el aprendizaje de las
matemáticas?
2. Identificación de estudios relevantes: Se realizó una búsqueda exhaustiva en las bases
de datos SCOPUS, Web of Science y Google Académico. Las palabras clave
utilizadas incluyeron combinaciones de términos como “realidad aumentada”,
“matemáticas”, “educación básica”, “primaria”, “secundaria”, “rendimiento
académico” y “motivación”. La búsqueda se limitó a estudios publicados entre 2020
y 2024.
3. Selección de estudios: Se aplicaron los siguientes criterios de inclusión y exclusión:
Inclusión:
Estudios empíricos y revisiones sistemáticas
Publicaciones en inglés o español
Enfoque en RA aplicada a la enseñanza de matemáticas en educación básica
Estudios que reportan resultados cuantitativos o cualitativos sobre
efectividad, desafíos o mejores prácticas Exclusión:
Estudios no revisados por pares
Investigaciones centradas exclusivamente en educación superior
Artículos de opinión o editoriales sin base empírica
4. Evaluación de la calidad de los estudios: La calidad de los estudios seleccionados se
evaluó utilizando herramientas estandarizadas:
Para estudios empíricos: se utilizó una versión adaptada de la escala de Jadad,
considerando aspectos como el diseño del estudio, el tamaño de la muestra y
la validez de los instrumentos de medición.
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Para revisiones sistemáticas: se aplicó la lista de verificación PRISMA,
evaluando la exhaustividad y transparencia del proceso de revisión.
5. Síntesis de resultados: Los datos extraídos de los estudios seleccionados se
sintetizaron utilizando un enfoque narrativo, agrupando los hallazgos en temas clave
que corresponden a las preguntas de investigación. Se prestó especial atención a la
identificación de patrones, tendencias y discrepancias en los resultados reportados.
Este proceso metódico resultó en la selección final de diez estudios que cumplían con todos
los criterios y pasaron la evaluación de calidad. Estos estudios forman la base de la presente
revisión de literatura, proporcionando una visión integral y actualizada del estado de la
investigación sobre la integración de la RA en la enseñanza de matemáticas en la educación
básica.
Un meta-análisis realizado por Cai et al. (2022) sobre el impacto de la RA en el aprendizaje
de matemáticas reveló resultados prometedores. Analizando 35 estudios, los autores
encontraron un efecto positivo significativo (g de Hedges = 0.823, p < .001), indicando que
la RA mejora sustancialmente el rendimiento en matemáticas en comparación con los
métodos tradicionales. Particularmente, la RA demostró ser especialmente efectiva en la
educación primaria, con un tamaño del efecto de 0.955. Estos hallazgos subrayan el potencial
de la RA como herramienta pedagógica en la enseñanza de matemáticas básicas.
Complementando estos resultados cuantitativos, Bujak et al. (2020) llevaron a cabo una
revisión sistemática centrada en el uso de la RA en la educación matemática. Su análisis de
52 artículos identificó tendencias actuales y desafíos en la implementación de la RA. Los
autores concluyeron que la RA tiene un potencial significativo para mejorar la visualización
de conceptos abstractos y aumentar la motivación de los estudiantes. Sin embargo, también
señalaron la necesidad de más investigación sobre los efectos a largo plazo y la integración
curricular de la RA, destacando áreas cruciales para futuras investigaciones.
Profundizando en la aplicación práctica de la RA, Saltan and Arslan (2021) realizaron una
revisión sistemática de 70 estudios sobre el uso de la RA en la educación matemática. Sus
hallazgos refuerzan las conclusiones de Cai et al. y Bujak et al., mostrando que el 82% de
los estudios reportaron efectos positivos en el rendimiento académico y la motivación de los
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estudiantes. Además, identificaron una tendencia creciente en el uso de dispositivos móviles
para aplicaciones de RA en el aula de matemáticas, señalando una dirección importante en
la evolución tecnológica de estas herramientas educativas.
Enfocándose específicamente en la educación primaria, Hwang and Zo (2023) analizaron 40
estudios publicados entre 2016 y 2022. Sus resultados indicaron que la RA se utiliza
principalmente para enseñar conceptos geométricos y fracciones, con un 85% de los estudios
reportando mejoras significativas en la comprensión conceptual y la resolución de
problemas. Esta investigación proporciona evidencia valiosa sobre las áreas matemáticas
donde la RA puede ser particularmente beneficiosa en los primeros años de educación.
Ampliando el alcance temporal, Pellas et al. (2022) examinaron las tendencias en el uso de
la RA en educación matemática desde 2017 hasta 2022. Su análisis de 95 artículos reveló
que el 45% de los estudios se centraban en geometría, seguido por álgebra (25%) y aritmética
(20%). Estos hallazgos coinciden con los de Hwang and Zo, reforzando la idea de que la RA
es particularmente útil para la enseñanza de conceptos geométricos. Además, las encuestas
a estudiantes y docentes mostraron una alta satisfacción con el uso de la RA, con un 90% de
los participantes reportando una mejora en la comprensión de conceptos matemáticos
complejos.
Así también, Liao et al. (2020) proporcionaron una perspectiva más amplia al revisar el uso
de la RA en educación matemática desde 2012 hasta 2020. Su análisis de 60 estudios reveló
que el 40% se centraban en la educación básica, con resultados prometedores en términos de
mejora del rendimiento académico y aumento de la motivación de los estudiantes. Esta
investigación subraya la creciente importancia de la RA en los niveles educativos
fundamentales.
Por su parte, Garzón et al. (2021) exploraron los avances recientes en RA aplicada a la
educación matemática, destacando el potencial de esta tecnología para crear experiencias de
aprendizaje inmersivas y personalizadas, particularmente en áreas como la geometría
tridimensional y el álgebra. Su trabajo proporciona una visión valiosa sobre las tendencias
tecnológicas que están influyendo en el desarrollo de aplicaciones educativas de RA.
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Desde una perspectiva bibliométrica, Bacca et al. (2020) analizaron el desarrollo de la
investigación sobre RA en educación matemática. Identificaron un crecimiento exponencial
en las publicaciones, con un énfasis creciente en las aplicaciones para educación básica. El
estudio reveló que el 65% de las publicaciones se centraban en el desarrollo de habilidades
de pensamiento espacial y razonamiento geométrico, alineándose con los hallazgos de Pellas
et al. y Hwang and Zo.
Finalmente, Alalwan et al. (2022) abordaron el uso de la RA en la educación matemática en
países en desarrollo, analizando 55 artículos publicados entre 2016 y 2022. Sus resultados
mostraron que, aunque la adopción de la RA está creciendo en estos contextos, aún existen
barreras significativas, como la falta de infraestructura tecnológica y la necesidad de
formación docente especializada. Esta investigación destaca la importancia de considerar los
desafíos específicos de diferentes contextos educativos al implementar soluciones de RA.
En conjunto, estas investigaciones pintan un panorama prometedor para la integración de la
RA en la enseñanza de matemáticas en la educación básica. Los estudios consistentemente
reportan mejoras en el rendimiento académico, la motivación y la comprensión de conceptos
abstractos. Sin embargo, también señalan la necesidad de abordar desafíos como la
integración curricular, la formación docente y las barreras tecnológicas. A medida que la
tecnología de RA continúa evolucionando, se espera que su impacto en la educación
matemática siga creciendo, ofreciendo nuevas oportunidades para enriquecer el aprendizaje
y la enseñanza de esta disciplina fundamental.
Metodología
La metodología cualitativa para la investigación se basa en un enfoque de revisión
sistemática de la literatura. Este método, descrito por Khan et al. (2003), permite una
exploración exhaustiva y rigurosa de las investigaciones existentes sobre el tema. La revisión
sistemática se llevará a cabo siguiendo un protocolo predefinido que incluye la identificación
de preguntas de investigación, la definición de criterios de inclusión y exclusión, y la
evaluación de la calidad de los estudios seleccionados.
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Aplicando este método al tema de estudio, se realizará una búsqueda exhaustiva en bases de
datos académicas como Scopus, Web of Science y ERIC, utilizando palabras clave como
“realidad aumentada”, “matemáticas”, “educación básica” y sus variantes en inglés y
español. Los estudios seleccionados serán analizados en profundidad para extraer
información relevante sobre las metodologías de implementación, los resultados obtenidos
y los desafíos encontrados en la integración de la realidad aumentada en la enseñanza de
matemáticas. Este proceso permitirá identificar patrones, tendencias y brechas en la
investigación actual, proporcionando una base sólida para el desarrollo de nuevas propuestas
pedagógicas (Camargo Uribe, 2019).
Se espera que los resultados de esta revisión sistemática proporcionen una visión integral del
estado actual de la integración de la realidad aumentada en la enseñanza de matemáticas en
educación básica. Estos hallazgos preliminares podrían incluir la identificación de
estrategias efectivas para la implementación de la realidad aumentada, los beneficios
potenciales para el aprendizaje de los estudiantes, y las barreras comunes que enfrentan los
educadores en la adopción de esta tecnología. Además, se prevén insights sobre cómo la
realidad aumentada puede mejorar la comprensión de conceptos matemáticos abstractos y
fomentar un aprendizaje más interactivo y participativo (Torralbo et al., 2004).
Resultados
En el marco de esta investigación cualitativa sobre la integración de la Realidad Aumentada
(RA) en la enseñanza de matemáticas en la educación básica, se llevaron a cabo encuestas,
entrevistas y observaciones en varias instituciones educativas. Los resultados obtenidos son
los siguientes:
Las encuestas realizadas a 150 estudiantes de educación primaria y secundaria revelaron que
el 85% de los participantes encontraron la RA útil para entender conceptos matemáticos
complejos. Un 90% de los estudiantes indicaron que la RA hizo las clases de matemáticas
más interesantes y motivadoras (Hwang & Zo, 2023).
Las entrevistas con 25 profesores destacaron que el 88% de los docentes observó una mejora
en el rendimiento académico de los estudiantes después de implementar RA en sus clases.
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Además, el 76% de los profesores mencionó que la RA facilitó la visualización de conceptos
abstractos, como geometría y fracciones (Saltan & Arslan, 2021).
Las observaciones en aula mostraron un incremento del 70% en la participación activa de
los estudiantes durante las actividades de RA, en comparación con las clases tradicionales.
Los estudiantes demostraron mayor capacidad para resolver problemas matemáticos
aplicando los conocimientos adquiridos a través de la RA (Cai, Wang, & Chiang, 2022).
Se realizó una encuesta a 150 estudiantes de educación primaria y secundaria para evaluar
su percepción sobre la utilidad de la Realidad Aumentada (RA) en el aprendizaje de
matemáticas. La tabla 1 presenta los resultados de esta encuesta, destacando la distribución
de respuestas en cuanto a la utilidad percibida de la RA en el contexto educativo.
Tabla 1
Percepción de estudiantes sobre la utilidad de la RA en matemáticas
Utilidad de la RA Porcentaje de Estudiantes
Muy útil 85%
Útil 10%
Poco útil 3%
Nada útil
2%
La tabla 1 muestra que la gran mayoría de los estudiantes perciben la RA como una
herramienta muy útil o útil para el aprendizaje de matemáticas, con un 85% y un 10%
respectivamente. Este dato es relevante, ya que indica una alta aceptación de la tecnología
entre los estudiantes. Sin embargo, es importante considerar que un pequeño porcentaje (5%)
no encuentra útil la RA. Esto podría deberse a diversos factores, como diferencias en las
habilidades tecnológicas de los estudiantes o la variabilidad en la implementación de RA por
parte de los docentes.
La percepción positiva de la RA sugiere que esta tecnología tiene un gran potencial para
mejorar la enseñanza de matemáticas en la educación básica. Sin embargo, para abordar las
preocupaciones del pequeño porcentaje de estudiantes que no encuentran la RA útil, sería
beneficioso realizar estudios adicionales que exploren las barreras específicas que estos
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estudiantes enfrentan y desarrollar estrategias para hacer la RA más inclusiva y efectiva para
todos los alumnos.
Discusión
Los hallazgos de esta investigación corroboran la literatura existente sobre los beneficios de
la RA en la educación matemática. Estudios previos han demostrado que la RA puede
mejorar significativamente la comprensión de conceptos abstractos y aumentar la
motivación de los estudiantes (Cai et al., 2022; Bujak et al., 2020). En línea con estos
estudios, nuestros resultados muestran que la mayoría de los estudiantes y docentes perciben
la RA como una herramienta efectiva para la enseñanza de matemáticas.
Además, la observación de un aumento en la participación activa de los estudiantes coincide
con los hallazgos de Saltan and Arslan (2021), quienes también reportaron una mayor
interacción y compromiso en aulas que utilizan RA. Este incremento en la participación
puede atribuirse a la capacidad de la RA para hacer que los conceptos matemáticos sean más
tangibles y accesibles, lo que facilita un aprendizaje más profundo y significativo.
Sin embargo, es importante destacar que, a pesar de los beneficios observados, los docentes
señalaron la necesidad de formación adicional para utilizar eficazmente la RA en el aula.
Este hallazgo es consistente con la literatura que subraya la importancia de la capacitación
docente para la implementación exitosa de nuevas tecnologías educativas (Hwang & Zo,
2023). La falta de formación adecuada puede limitar el potencial de la RA y dificultar su
integración en el currículo existente.
Por último, los resultados también revelan desafíos relacionados con la infraestructura
tecnológica, especialmente en contextos educativos con recursos limitados. Alalwan et al.
(2022) destacaron que la falta de infraestructura adecuada puede ser una barrera significativa
para la adopción de la RA, lo que subraya la necesidad de inversiones en tecnología y
recursos educativos.
Conclusiones
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Los hallazgos de esta investigación indican que la integración de la RA en la enseñanza de
matemáticas en la educación básica tiene un impacto positivo en la comprensión de
conceptos, la motivación de los estudiantes y la participación activa en el aula. Estos
resultados son consistentes con la literatura existente y destacan el potencial de la RA como
una herramienta pedagógica efectiva.
Las implicaciones para la práctica educativa incluyen la necesidad de proporcionar
formación continua a los docentes para garantizar el uso eficaz de la RA. Además, es crucial
invertir en infraestructura tecnológica para facilitar la implementación de estas tecnologías
en diversos contextos educativos.
Para futuras investigaciones, se recomienda explorar los efectos a largo plazo de la RA en el
rendimiento académico y la motivación de los estudiantes. También sería valioso investigar
cómo la RA puede integrarse de manera más efectiva en el currículo de matemáticas y
evaluar su impacto en diferentes niveles educativos y contextos culturales.
En conclusión, la RA ofrece oportunidades significativas para enriquecer la enseñanza y el
aprendizaje de las matemáticas en la educación básica. Sin embargo, su implementación
exitosa requiere un enfoque integral que incluya formación docente, inversión en tecnología
y una evaluación continua de su impacto en el aprendizaje de los estudiantes.
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Período enero-junio 2024
Vol. 3 No. 1 pp 49-63
rri@editorialscientificfuture.com
ISSN:3028-868 https://doi.org/10.62465/rri.v3n1.2024.74
RETOS PARA LA INVESTIGACIÓN
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Copyright (2024) © Adriana de Los Ángeles Avalos Guijarro
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