Ecosystem of emerging technologies: augmented, virtual and mixed reality

Authors

DOI:

https://doi.org/10.51302/tce.2022.1148

Keywords:

new technologies, extended reality, university training, augmented reality, emerging technologies, virtual reality, extended reality educational application

Abstract

Different emerging technologies are having a strong boost in the context of events such as the acquired importance of Web 2.0 applications, the reduction of equipment costs, or the strong penetration rate of mobile devices, among others. One of these emerging technologies is the so-called «extended reality» or «mixed» which will have a strong level of penetration into our educational centers and universities in a time horizon of 3 to 5 years. This article reviews the state of the art on the incorporation of extended reality in the different educational levels of teaching, focusing on its use in university training contexts; it analyzes what is understood as extended reality, augmented reality or mixed reality, and the didactic possibilities and limitations that studies and research have found regarding its use, with the aim of designing a theoretical framework from different theories that support their incorporation into the educational field.

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Author Biographies

Julio Cabero-Almenara, Catedrático de Didáctica y Organización Escolar de la Universidad de Sevilla (España)

Doctor en Ciencias de la Educación y catedrático de Tecnología Educativa. Miembro fundador de EDUTEC (Asociación para el Desarrollo de la Tecnología Educativa y de las Nuevas Tecnologías aplicadas a la educación). Director del Grupo de Investigación Didáctica (GID): Análisis Tecnológico y Cualitativo. Código de grupo de la Consejería de Educación de la Junta de Andalucía: HUM-0390. Ha impartido conferencias en diferentes universidades tanto españolas como europeas y latinoamericanas. Director de la revista Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación. Ha recibido el Premio de Investigación Social de la Diputación Provincial de Sevilla. Ha recibido la distinción de la Orden de la Universidad Central de Venezuela. Obtuvo el Primer Premio Estudios Financieros 2018 en la modalidad de Educación y Nuevas Tecnologías.

Rubicelia Valencia-Ortiz, Gerente de Innovación y Transformación Digital en Macmillan Education (Ciudad de México, México)

Doctora en Innovación Educativa con mención internacional y cum laude por la Universidad del País Vasco (España). Maestra en Comunicación y Tecnología Educativa y licenciada en Ciencias de la Comunicación. Cuenta con estudios en México, España y Corea del Sur. Tiene más de 15 años de experiencia como líder de proyectos tecnológicos y de transformación digital. Especialista en convergencia de medios aplicados a la educación, su experiencia y conocimientos han demostrado ser valiosos en más de 14 países de la región de América Latina, donde los estudiantes y profesores siguen utilizando los productos que ha desarrollado. Actualmente es gerente de innovación y transformación digital de Macmillan Education LATAM.

Carmen Llorente-Cejudo, Profesora titular de la Universidad de Sevilla (España)

Doctora en Ciencias de la Educación, profesora titular de universidad y directora del Departamento de Didáctica y Organización Educativa de la Facultad de Ciencias de la Educación de la Universidad de Sevilla (España). Miembro del Grupo de Investigación Didáctica: Análisis Tecnológico y Cualitativo de los Procesos de Enseñanza-Aprendizaje. Ha participado en investigaciones sobre competencias y habilidades de docentes y discentes en tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y sobre formación del profesorado universitario en estrategias metodológicas o realidad aumentada para la formación universitaria, entre otros. Ha intervenido como conferenciante en congresos nacionales e internacionales relacionados con el ámbito de la educación y las TIC.

References

Abich, J., Parker, J., Murphy, J. S. y Eudy, M. (2021). A review of the evidence for training effectiveness with virtual reality technology. Virtual Reality, 25, 919-933. https://doi.org/10.1007/s10055-020-00498-8

Adams Becker, S., Brown, M., Dahlstrom, E., Davis, A., DePaul, K., Díaz, V. y Pomerantz, J. (2018). NMC Horizon Report: 2018 Higher Education Edition. EDUCAUSE. https://library.educause.edu/~/media/files/library/2018/8/2018horizonreport.pdf

Akçayır, M. y Akçayır, G. (2017). Advantages and challenges associated with augmented reality for education: a systematic review of the literature. Educational Research Review, 20, 1-11. http://dx.doi.org/10.1016/j.edurev.2016.11.002

Alexander, B., Ashford-Rowe, K., Barajas-Murphy, N., Dobbin, G., Knott, J., McCormack, M., Pomerantz, J., Seilhamer, R. y Weber, N. (2019). EDUCAUSE Horizon Report. EDUCAUSE. https://library.educause.edu/-/media/files/library/2019/4/2019horizonreport.pdf?la=en&hash=C8E8D444AF372E705FA1BF9D4FF0DD4CC6F0FDD1

Alfalah, S. F. M., Falah, J. F. M., Alfalah, T., Elfalah, M., Muhaidat, N. y Falah, O. (2019). A comparative study between a virtual reality heart anatomy system and traditional medical teaching. Virtual Reality, 23, 229-234. https://doi.org/10.1007/s10055-018-0359-y

Alvarado, Y., Jofré, N., Rosas, M. y Guerrero, R. A. (2019). Aplicaciones de realidad virtual y realidad aumentada como soporte a la enseñanza del dibujo técnico. Enseñanza y Aprendizaje de Ingeniería de Computadores, 9, 65-74.

Birt, J., Moore, E. y Cowling, M. (2017). Improving paramedic distance education through mobile mixed reality simulation. Australasian Journal of Educational Technology, 33(6), 69-83. https://doi.org/10.14742/ajet.3596

Bockholt, N. (2017). Realidad virtual, realidad aumentada, realidad mixta. Y ¿qué significa «inmersión» realmente? https://www.thinkwithgoogle.com/_qs/documents/2027/c922f_15_perspectivas_realidadvirtual_quesignificainmersion.pdf

Brown, M., McCormack, M., Reeves, J., Christopher Brooks, D., Grajek, S., Alexander, B., Bali, M., Bulger, S., Dark, S., Engelbert, N., Gannon, K., Gauthier, A., Gibson, D., Gibson, R., Lundin, B., Veletsianos, G. y Weber, N. (2020). 2020 EDUCAUSE Horizon Report. Teaching and Learning Edition. EDUCAUSE.

Caballero Bermúdez, M.ª P., Mejía Corredor, C. y Romero Rincón, J. C. (2020). Realidad aumentada vs. realidad virtual: una revisión conceptual. Teknos. Revista Científica, 19(2), 10-19.

Cabero Almenara, J., Barroso Osuna, J. y Gallego Pérez, Ó. (2018). La producción de objetos de aprendizaje en realidad aumentada por los estudiantes. Los estudiantes como prosumidores de información. Tecnología, Ciencia y Educación, 11, 15-46. https://doi.org/10.51302/tce.2018.221

Cabero Almenara, J. y García Jiménez, F. (Coords.). (2016). Realidad aumentada: tecnología para la formación. Síntesis.

Cabero Almenara, J., García Jiménez, F. y Arroyo Fernández, C. (2016). La producción de objetos de aprendizaje en realidad aumentada para la formación universitaria en el SAV de la Universidad de Sevilla. En L. Villalustre Martínez y M.ª E. del Moral Pérez (Coords.), Experiencias interactivas con realidad aumentada (pp. 9-30). Octaedro.

Campos Soto, N., Ramos Navas-Parejo, M. y Moreno Guerrero, A. J. (2020). Realidad virtual y motivación en el contexto educativo: estudio bibliométrico de los últimos veinte años de Scopus. Alteridad. Revista de Educación, 15(1), 47-60. https://doi.org/10.17163/alt.v15n1.2020.04

Cantón Enríquez, D, Arellano Pimentel, J., Hernández López, M. A. y Nieva García, O. S. (2017). Uso didáctico de la realidad virtual inmersiva con interacción natural de usuario enfocada a la inspección de aerogeneradores. Apertura, 27, 9(2), 8-23. https://doi.org/10.32870/ap.v9n2.1049

Cañellas Mayor, A. (2017). Apuntes docentes: posibilidades educativas de la realidad virtual inmersiva. Centro de Comunicación y Pedagogía. http://www.centrocp.com/apuntes-docentes-

Dalgarmo, B. y Lee, M. J. W. (2010). What are the learning affordances of 3-D virtual environments? British Journal of Educational Technology, 41, 10-32 https://doi.org/10.1111/j.1467-8535.2009.01038.x

Di Natale, A., Repetto, C., Riva, G. y Villani, D. (2020). Immersive virtual reality in K-12 and higher education: a 10-year systematic review of empirical research. British Journal of Educational Technology, 51(6), 2.006-2.033. https://doi.org/10.1111/bjet.13030

Feldon, D. F., Callan, G., Juth, S. y Jeong, S. (2019). Cognitive load as motivational cost. Educational Psychology Review, 31, 319-337. https://doi.org/10.1007/s10648-019-09464-6

FETC. (2021). How Can Virtual Reality Be Used to Improve Education? https://blog.fetc.org/how-can-virtual-reality-be-used-to-improve-education/

Flores Cruz, J. A., Camarena Gallardo, P. y Avalos Villarreal, E. (2014). La realidad virtual, una tecnología innovadora aplicable al proceso de enseñanza de los estudiantes de ingeniería. Apertura, 6(2), 1-11.

Fowler, C. (2015). Virtual reality and learning: where is the pedagogy? British Journal of Educational Technology, 46(2), 412-422. https://doi.org/10.1111/bjet.12135

Fromm, J., Radianti, J., Wehking, C., Stieglitz, S., Majchrzak, T. A. y Brocke, J. vom. (2021). More than experience?-On the unique opportunities of virtual reality to afford a holistic experiential learning cycle. The Internet and Higher Education, 50, 1-14. https://doi.org/10.1016/j.iheduc.2021.100804

Garrido-Iñigo, P. y Rodríguez-Moreno, F. (2015). The reality of virtual worlds: pros and cons of their application to foreign language teaching. Interactive Learning Environments, 23(4), 453-470.

Garzón, J., Pavón, J. y Baldiris, S. (2019). Systematic review and meta-analysis of augmented reality in educational settings. Virtual Reality, 23, 447-459. https://doi.org/10.1007/s10055-019-00379-9

George Reyes, C. E. (2020). Percepción de estudiantes de bachillerato sobre el uso de Metaverse en experiencias de aprendizaje de realidad aumentada en matemáticas. Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación, 58, 143-159. https://doi.org/10.12795/pixelbit.74367

Guo, H. (2016). Application of virtual reality technology in swimming teaching. International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET), 11(11), 9-14. https://doi.org/10.3991/ijet.v11i11.6246

Ibáñez, M.ª B. y Delgado-Kloos, C. (2018). Augmented reality for STEM learning: a systematic review. Computers & Education, 123, 109-123. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2018.05.002

Jimeno-Morenilla, A., Sánchez-Romero, J. L., Mora-Mora, H. y Coll-Miralles, R. (2016). Using virtual reality for industrial design learning: a methodological proposal. Behaviour & Information Technology, 35(11), 897-906.

Johnson, L., Adams Becker, S., Cummins, M., Estrada, V., Freeman, A. y Hall, C. (2016). NMC Horizon Report: 2016. Higher Education Edition. The New Media Consortium.

Kavanagh, S., Luxton-Reilly, A., Wuensche, B. y Plimmer, B. (2017). A systematic review of virtual reality in education. Themes in Science and Technology Education, 10(2), 85-119.

Ke, F., Lee, S. y Xu, X. (2016). Teaching training in a mixed-reality integrated learning environment. Computers in Human Behavior, 62, 212-220.

Kolb, D. A. (2015). Experiential Learning. Pearson Education.

Kukulska-Hulme, A., Bossu, C., Coughlan, T., Ferguson, R., FitzGerald, E., Gaved, M., Herodotou, C., Rienties, B., Sargent, J., Scanlon, E., Tang, J., Wang, Q., Whitelock, D. y Zhang, S. (2021). Innovating Pedagogy 2021. Exploring new forms of Teaching, Learning and Assessment, to Guide Educators and Policy Makers. The Open University.

Lahiri, U., Bekele, E., Dohrmann, E. y Warren, Z. (2015). A physiologically informed virtual reality based social communication system for individuals with autism. Journal of Autism and Developmental Disorders, 45(4), 919-931.

Le, Q. T., Pedro, A. y Park, C. S. (2015). A social virtual reality based construction safety education system for experiential learning. Journal of Intelligent and Robotic Systems, 79, 487-506.

Lee, I.-J. (2020). Applying virtual reality for learning woodworking in the vocational training of batch wood furniture production. Interactive Learning Environments. https://doi.org/10.1080/10494820.2020.1841799

Lerma García, L., Rivas Porras, D., Adame Gallegos, J. R., Ledezma Millán, F., López de la Torre, H. A. y Ortiz Palomino, C. E. (2020). Realidad virtual como técnica de enseñanza en educación superior: perspectiva del usuario. Enseñanza & Teaching, 38(1), 111-123. https://doi.org/10.14201/et2020381111123

Li, C., Ip, H. H. S. y Ma, P. K. (2019). A design framework of virtual reality enabled experiential learning for children with autism spectrum disorder. En S. K. S. Cheung, L.-K. Lee, I. Simonova, T. Kozel T. y L.-F. Kwok (Eds.), Blended Learning: Educational Innovation for Personalized Learning. ICBL. Lecture Notes in Computer Science (Vol. 11546). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-21562-0_8

Lin, F.-R. y Kao, C.-M. (2018). Mental effort detection using EEG data in e-learning contexts. Computers & Education, 122, 63-79. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2018.03.020

Lin, P.-C., Lu, H.-K. y Fan, S.-M. (2012 ). Exploring the impact of perceived teaching style. International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET), 9, 64-67.

López-Cortés, F., Ravanal Moreno, E., Palmas-Rojas, C. y Merino Rubilar, C. (2021). Niveles de representación externa de estudiantes de educación secundaria acerca de la división celular mitótica: una experiencia con realidad aumentada. Pixel-Bit. Revista de Medios y Educación, 62, 7-37. https://doi.org/10.12795/pixelbit.84491

Lorenzo, G., Lledó, A., Pomares, J. y Roig, R. (2016). Design and application of an immersive virtual reality system. Computers & Education, 98, 192-205.

Makransky, G., Petersen, G. y Klingenberg, S. (2020). Can an immersive virtual reality simulation increase students' interest and career aspirations in science? British Journal of Educational Technology, 51(6), 1-19. https://doi.org/10.1111/bjet.12954

Marín-Díaz, V., Cabero-Almenara, J. y Gallego-Pérez, O. M. (2018). Motivación y realidad aumentada: alumnos como consumidores y productores de objetos de aprendizaje. Aula Abierta, 47(3), 337-346. https://doi.org/10.17811/rifie.47.3.2018.337-346

Marín Díaz, V. y Muñoz Asencio, V. P. (2018). Trabajar el cuerpo humano con realidad aumentada en educación infantil. Tecnología, Ciencia y Educación, 9, 148-158. https://doi.org/10.51302/tce.2018.177

Mass, M. J. y Hughes, J. M. (2020). Virtual, augmented and mixed reality in K-12 education: a review of the literature. Technology, Pedagogy and Education, 29(2), 231-249. https://doi.org/10.1080/1475939X.2020.1737210

Morris, T. H. (2018). Experiential learning-A systematic review and revision of Kolb's model. Interactive Learning Environments, 28(8), 1.064-1.077. https://doi.org/10.1080/10494820.2019.1570279

Murphy, G., Groeger, J. A. y Greene, C. M. (2015). Twenty years of load theory where are we now, and where should we go next? Psychonomic Bulletin and Review, 23(5), 1.316-1.340. https://doi.org/10.3758/s13423-015-0982-5

Nicolaidou, I., Pissas, P. y Boglou, D. (2021). Comparing immersive virtual reality to mobile applications in foreign language learning in higher education: a quasi-experiment. Interactive Learning Environments, 1-15. https://doi.org/10.1080/10494820.2020.1870504

Parong, J. y Mayer, R. E. (2021). Learning about history in immersive virtual reality: does immersion facilitate learning? Educational Technology Research and Development, 69, 1.433-1.451. https://doi.org/10.1007/s11423-021-09999-y

Radianti, J., Majchrzak, T., Fromm, J. y Wohlgenannt, I. (2020). A systematic review of immersive virtual reality applications for higher education: design elements, lessons learned, and research agenda. Computers & Education, 147, 1-29. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.103778

Raua, P.-L. P., Zhenga, J., Guo, Z. y Li. J. (2018). Speed reading on virtual reality and augmented reality. Computers & Education, 125, 240-245. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2018.06.016

Scavarelli, A., Arya, A. y Teather, R. J. (2021). Virtual reality and augmented reality in social learning spaces: a literature review. Virtual Reality, 25, 257-277. https://doi.org/10.1007/s10055-020-00444-8

Shen, Cw., Ho, Jt., Ly, P. T. M. y Kuo, Tc. (2019). Behavioural intentions of using virtual reality in learning: perspectives. Virtual Reality, 23, 313-324. https://doi.org/10.1007/s10055-018-0348-1

Shu, Y.-Z., Chang, S.-H. y Chen, M.-Y. (2018). Do virtual reality head-mounted displays make a difference? A comparison of presence and self-efficacy between head-mounted displays and desktop computer-facilitated virtual environments. Virtual Reality, 23, 437-446. https://doi.org/10.1007/s10055-018-0376-x

Singh, G., Mantri, A., Sharma, O. y Kaur, R. (2020). Virtual reality learning environment for enhancing electronics engineering laboratory experience. Computer Application Engineering Education, 29(1), 229-243. https://doi.org/10.1002/cae.22333

Suh, A. y Prophet, J. (2018). The state of immersive technology research: a literature analysis. Computers in Human Behavior, 86, 77-90.

Sultan, L., Abuznadah, W., Al-Jifree, H., Khan, M. A., Alsaywid, B. y Ashour, F. (2019). An experimental study on usefulness of virtual reality 360° in undergraduate medical education. Advances in Medical Education and Practice, 10, 907-916. https://doi.org/10.2147/AMEP.S219344

Sun, H.-M. y Cheng, W.-L. (2009). The input-interface of webcam applied in 3D virtual reality system. Computers & Education, 53(4), 1.231-1.240.

Tang, Y. M., Au, K. M., Lau, H. C. W., Ho, G. T. S y Wu, C. H. (2020). Evaluating the effectiveness of learning design with mixed reality (MR) in higher education. Virtual Reality, 24, 797-807. https://doi.org/10.1007/s10055-020-00427-9

Tsekhmister, Y. V., Konovalova, T., Tsekhmister, B. Y., Agrawal, A. y Ghosh, D. (2021). Evaluation of virtual reality technology and online teaching system for medical students in Ukraine during COVID-19 Pandemic. International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET), 16(23), 127-139.

Toala-Palma, J., Arteaga-Mera, J. y Quintana-Loor, J. (2020). La realidad virtual como herramienta de innovación educativa. EPISTEME KOINONIA, 3(5), 270-286.

Vásquez-Carbonell, M. A. y Silva-Ortega, J. I. (2020). Tendencias y características de la realidad virtual: una revisión de la literatura entre los años 2017 y 2018. Journal of Computer and Electronic Sciences: Theory and Applications, 1(1), 36-70. https://doi.org/10.17981/cesta.01.01.2020.04

Vergara, D., Antón-Sancho, A., Extremera, J. y Fernández-Arias. (2021). Assessment of virtual reality as a didactic resource in higher education. Sustainability, 13, 1-22. https://doi.org/10.3390/su132212730

Walsh, C. M., Garg, A., Ng, S. L., Goyal, F. y Grover, S. C. (2017). Residents' perceptions of simulation as a clinical learning approach. Canadian Medical Education Journal, 8(1), 76-87.

Zhonggen, Y. (2021). A meta-analysis of the effect of virtual reality technology use in education. Interactive Learning Environments. https://doi.org/10.1080/10494820.2021.1989466

Published

2022-09-05

How to Cite

Cabero-Almenara, J., Valencia-Ortiz, R., & Llorente-Cejudo, C. (2022). Ecosystem of emerging technologies: augmented, virtual and mixed reality. Technology, Science and Education Journal, (23), 7–22. https://doi.org/10.51302/tce.2022.1148