Using Virtual Reality in Geometry for the development of spatial skills
Abstract
In the 21st century, there is a need for a change in the educational paradigm, and ICT can serve as a means to make it possible. This article presents a set of activities on polyhedra in 3rd of ESO (students aged between 14 and 16) to promote the acquisition and improvement of spatial skills. Based on the geometric errors detected in an initial assessment, activities are designed based on the advantages offered by immersive virtual reality environments for the development of these skills, in addition to activities carried out with manipulative materials. The students’ resolutions are analysed, showing and comparing the strategies used in both cases. The analysis of these results proves the development of spatial skills and an improvement in overcoming errors.
Keywords
Spatial skills, Geometry, Virtual reality, Educational innovation, ICTReferences
Astolfi, J. (1999). El error, un medio para enseñar. Díada Editora.
Ayala, R., Laurente, C., Escuza, C., Núñez, L. y Díaz, J. (2020). Mundos virtuales y el aprendizaje inmersivo en educación superior. Propósitos y Representaciones, 8(1), e430. http://dx.doi.org/10.20511/pyr2020.v8n1.430
Barrantes López, M. y Zapata Esteves, M. A. (2015). Obstáculos y errores en la enseñanza-aprendizaje de las figuras geométricas. Campo Abierto. Revista de Educación, 27(1), 55-71.
Bishop, A. J. (1992). Implicaciones didácticas de la investigación sobre la visualización. En R. C. Núñez, E. A. Sánchez y G. Z. Badillo (Eds.), Antología en Educación Matemática (pp. 29-42). CINVESTAV.
Cajaraville, J. A., Fernández Blanco, T. y Godino, J. D. (2007). Configuraciones epistémicas y cognitivas en tareas de visualización y razonamiento espacial. En P. Bolea, M. Camacho, P. Flores, B. Gómez, J. Murillo y M. T. González (Eds.), Investigación en Educación Matemática X (pp. 7-26). SEIEM.
Cangas, D., Morga, G. y Rodríguez, J. L. (2019). Geometry teaching experience in virtual reality with Neotrie VR. Psychology, Society, & Education, 11(3), 355-366. https://doi.org/10.25115/psye.v11i3.2270
Carrillo, J. L. y Cortés, J. A. (2016). Secuencias didácticas con en el área de geometría en Educación básica. Faro: Revista Teórica del Departamento de Ciencias de la Comunicación, 23(1), 279-304.
Chang, Y. L., Hou, H. T., Pan, C. Y., Sung, Y. T. y Chang, K. E. (2015). Apply an augmented reality in a mobile guidance to increase sense of place for heritage places. Journal of Educational Technology & Society, 18(2), 166-178.
Cunningham, S. (1991). The visualization environment for mathematics Education. En W. Zimmermann y S. Cunningham (Eds.), Visualization in teaching and learning mathematics (pp. 67-76). Mathematical Association of America.
De Freitas, E. y Sinclair, N. (2012). Diagram, gesture, agency: theorizing embodiment in the mathematics classroom. Educational Studies in Mathematics, 80(1), 133-152. http://dx.doi.org/10.1007/s10649-011-9364-8
Del Grande, J. J. (1990). Spatial sense. Arithmetic Teacher, 37(6), 14-20.
Escrivá, M. T., Jaime, A. y Gutiérrez, Á. (2018). Uso de software 3D para el desarrollo de habilidades de visualización en Educación Primaria. Edma 0-6: Educación Matemática en la Infancia, 7(1), 42-62. https://doi.org/10.24197/edmain.1.2018.42-62
Espinoza, E. L., Carballo, A. M., Cruz, H. M. y Vega, E. M. (2021). Situación de contraejemplo y su utilidad en la actividad de enseñanza de la matemática. UNIÓN-Revista Iberoamericana de Educación Matemática, 17(61), e004.
Farré-Riera, L. (2020). Contextos de aprendizaje participativos en secundaria. Obra Digital, 19, 133-148. https://doi.org/10.25029/od.2020.284.19
Ferrer-Torregrosa, J., Torralba, J., Jiménez, M., García, S. y Barcia, J. (2015). Development and assessment of a tool based on augmented reality for anatomy. Journal of Science Education and Technology, 24(1), 119-124.
Geefrath, G. y Siller, H. S. (2018). GeoGebra as a Tool in Modelling. En L. Ball, P. Drijvers, S. Ladel, H. S. Siller, M. Tabach y C. Vale, Uses of Technology in Primary and Secondary Mathematics Education Processes (pp. 363-374). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-76575-4_21
González-Parra, D. C. (2018). Uso de material manipulativo y tecnológico para fortalecer habilidades de visualización espacial en niños de quinto grado [Tesis doctoral]. Universidad Autónoma de Bucaramanga. https://repository.unab.edu.co/handle/20.500.12749/2553
Guillén, G. (2000). Sobre el aprendizaje de conceptos geométricos relativos a los sólidos: Ideas erróneas. Enseñanza de las Ciencias, 18(1), 35-53.
Guillén, G. (2010). ¿Por qué usar los sólidos como contexto en la enseñanza/aprendizaje de la geometría? ¿Y en la investigación? En M. M. Moreno, A. Estrada, J. Carrillo, y T. A. Sierra (Eds.), Investigación en Educación Matemática XIV (pp. 21-68). SEIEM.
Gutiérrez, Á. (1991). Procesos y habilidades en visualización espacial. En Á. Gutiérrez (Ed.), Memorias del 3er Congreso Internacional sobre Investigación Matemática: Geometría (pp. 44-59). CINVESTAV.
Gutiérrez, Á. (1998a). Tendencias actuales de investigación en geometría y visualización (ponencia). Encuentro de Investigación en Educación Matemática, TIEM98. Centre de Recerca Matemàtica, Institut d’Estudis Catalans. http://www.uv.es/Angel.Gutierrez/archivos1/textospdf/Gut98b.pdf
Gutiérrez, Á. (1998b). Las representaciones planas de cuerpos 3-dimensionales en la enseñanza de la geometría espacial. Ema, 3(3), 193-220.
Gutiérrez, Á. (2006). La investigación sobre enseñanza y aprendizaje de la geometría. En P. Flores, F. Ruíz, y M. De la Fuente (Eds.), Geometría para el siglo xxi (pp. 13-58). SAEM Thales.
Gutiérrez, Á. y Jaime, A. (2015). Análisis del aprendizaje de geometría espacial en un entorno de geometría dinámica 3-dimensional. PNA, 9(2), 53-83.
Gutiérrez, Á., Ramírez, R., Benedicto, C., Beltrán-Meneu, M. J. y Jaime, A. (2018). Visualization Abilities and Complexity of Reasoning in Mathematically Gifted Students’ Collaborative Solutions to a Visualization Task. A Networked Analysis. En K. S. S. Mix y M. T. Battista (Eds.), Visualizing Mathematics (pp. 309-337). Springer.
Hernández, U., Anaya, S. L., Lara, E. A. y Carrascal, M. C. (2019). Las Innovaciones Educativas con TIC como generadoras de cambio en las prácticas pedagógicas de aula. Revista Ingeniería e Innovación, 7(1), 14-18. https://doi.org/10.21897/23460466.1709
Ibili, E. (2019). The use of dynamic geometry software from a pedagogical perspective: current status and future prospects. Journal of Computer and Education Research, 7(14), 337-355. https://doi.org/10.18009/jcer.579517
Jaime, A. y Gutiérrez, Á. (2017). Investigación sobre estudiantes con alta capacidad matemática. En J. M. Muñoz-Escolano, A. Arnal-Bailera, P. Beltrán-Pellicer, M. L. Callejo y J. Carrillo (Eds.), Investigación en Educación Matemática XXI (pp.71-89). SEIEM.
Jiménez, A. B., Hinojosa, V. C., Ramos, J. C., Sánchez, R. M., Blasco, V. J. Q. y Mendoza, C. A. (2019). El aprendizaje basado en retos como propuesta para el desarrollo de las competencias clave. Journal of Parents and Teachers, 380, 50-55. https://doi.org/10.14422/pym.i380.y2019.008
Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (2014). Real decreto 1105/2014 por el que se establece el currículo básico de la Educación Secundaria Obligatoria y del Bachillerato. Boletín oficial del Estado, 3, 169-546.
Moral-Sánchez, S. N., Sánchez-Compaña, T. y Romero-Albaladejo, I. M. (2021). Evaluación inicial como catalizador para el diseño de unidades de aprendizaje de Geometría en Educación Secundaria. Revista Épsilon, 107, 47-57.
Moral-Sánchez, S. N., Sánchez-Compaña, M. T. y Sánchez-Cruzado, C. (2022a). El modelo Flipped Learning enriquecido con plataformas educativas gamificadas para el aprendizaje de la geometría. Revista Píxel-Bit, 65, 149-182. http://dx.doi.org/10.12795/pixelbit.93538
Moral-Sánchez, S. N., Sánchez-Compaña, T. y Romero-Albaladejo, I. M. (2022b). Geometry with a STEM and Gamification Approach: A Didactic Experience in Secondary Education. Mathematics, 10(18), 3252. https://doi.org/10.3390/math10183252
NCTM (2000). Principios y estándares para la educación matemática. NCTM.
Presmeg, N. (2006). Research on visualization in learning and teaching mathematics. En Á. Gutiérrez y P. Boero (Eds.), Handbook of Research on the Psychology of Mathematics Education (pp. 205-235). Sense Publishers.
Poonpaiboonpipat, W. (2021). Pre-service mathematics teachers’ perspectives on STEM-based learning activities. Journal of Physics: Conference Series, 1835(1), 12081-12083.
Ramírez-Uclés, R. (2012). Habilidades de visualización de los alumnos con talento matemático [Tesis doctoral no publicada]. Universidad de Granada. https://digibug.ugr.es/handle/10481/23889
Ramírez-Uclés, R., Ramírez-Uclés, I., Flores Martínez, P. y Castro Martínez, E. (2013). Análisis de las capacidades de visualización espacial e intelectual en los alumnos con talento matemático. Revista Mejicana de Psicología, 30(1), 24-31.
Ramírez-Uclés, R., Flores Martínez, P. y Ramírez-Uclés, I. (2018). Análisis de los errores en tareas geométricas de argumentación visual por estudiantes con talento matemático. Relime, 21(1), 29-56. https://doi.org/10.12802/relime.18.2112
Roura, R. y Ramírez, R. (2021). Sentido espacial en futuros maestros. En P. D. Diago, D. F. Yáñez, M. T. González-Astudillo y D. Carrillo (Eds.), Investigación en Educación Matemática XXIV (pp. 537-544). SEIEM.
Santos, M. E. C., Chen, A., Taketomi, T., Yamamoto, G., Miyazaki, J. y Kato, H. (2014). Augmented reality learning experiences: Survey of prototype design and evaluation. IEEE Transactions on Learning, 7(1), 38-56. https://doi.org/10.1109/TLT.2013.37
Sinclair, N. y Bruce, C. (2015). New opportunities in geometry education at the primary school. ZDM Mathematics Education, 51(3), 319-329. https://doi.org/10.1007/s11858-015-0693-4
Sinclair, N., Bartolini Bussi, M., De Villiers, M., Jones, K., Kortenkamp, U., Leung, A. y Owens, K. (2016). Recent research on geometry education: an ICME13 survey team report. ZDM Mathematics Education, 48(5), 691-719. https://doi.org/10.1007/s11858-016-0796-6
Socas, M. (1997). Dificultades, obstáculos y errores en el aprendizaje de las Matemáticas en la Educación Secundaria. En L. Rico (Coord.), La educación matemática en la enseñanza secundaria (pp. 125-154). Universidad de Barcelona.
Sua, C., Gutiérrez, Á. y Jaime, A. (2021). Análisis de una actividad de visualización en un entorno de geometría dinámica 3d y realidad aumentada. En P. D. Diago, D. F. Yáñez, M. T. González-Astudillo y D. Carrillo (Eds.), Investigación en Educación Matemática XXIV (pp. 579-586). SEIEM.
Published
Downloads
Copyright (c) 2023 Silvia Natividad Moral-Sanchez, Mª Teresa Sánchez-Compaña, Isabel María Romero-Albaladejo
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
