Technological Aspects for Pleasant Learning

Technological Aspects for Pleasant Learning: History

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Subjects: Computer Science, Interdisciplinary Applications

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El proceso de enseñanza-aprendizaje, en cada nivel educativo, es a menudo un problema abierto para los educadores e investigadores relacionados con el tema planteado. Los investigadores combinan tecnologías emergentes para formular herramientas de aprendizaje con el fin de comprender los contenidos abstractos de las asignaturas; sin embargo, el problema persiste. Una herramienta de aprendizaje tecnológico sería eficaz cuando se proyecta en un modelo educativo que analiza la motivación, la usabilidad, el compromiso y la aceptabilidad tecnológica. Algunos de estos juegos podrían atribuirse mediante el uso de la realidad aumentada y los juegos.

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1. Introducción

Los procesos de enseñanza-aprendizaje, en todos los niveles educativos, son un problema abierto para los educadores e investigadores relacionados con el tema debido a que los temas de conceptos abstractos, contenidos en muchas áreas del conocimiento, como matemáticas, química, física, entre otras [ 1 ], así como las asignaturas de tecnología e ingeniería [ 2 ], no son asimiladas correctamente por todos los estudiantes. Las tecnologías de aprendizaje ayudan mucho, pero también la diferencia en la tasa de aprendizaje entre estudiantes del mismo nivel. Los educadores consideran varios factores en este comportamiento de aprendizaje; entre estos factores se encuentran los relacionados con la efectividad de las herramientas tecnológicas de aprendizaje.

Junto con la evolución de las tecnologías, surgieron trabajos de investigación desde diferentes áreas de la educación externa, especialmente en el campo de la informática, buscando alternativas efectivas a los procesos de aprendizaje a través del uso de la realidad aumentada (AR) y el enfoque de juegos. Un enfoque común que se encuentra en la literatura es encontrar formas de minimizar la complejidad de comprender el contenido abstracto relacionado con el universo de los estudiantes [ 3 , 4 , 5 ]. Con respecto a este esfuerzo, encontrar un escenario ideal donde todo el contenido de la asignatura sea aprendido por todo el universo estudiantil es, quizás, una utopía.Sin embargo, y gracias a las tecnologías mencionadas anteriormente, el proceso de aprendizaje ha evolucionado notablemente.

Por otro lado, se ha observado que no se han aceptado muchas herramientas de aprendizaje basadas en aplicaciones informáticas. Esto podría deberse a resultados insatisfactorios relacionados con parámetros de aceptabilidad tecnológica [ 6 ], motivación [ 7 ] y usabilidad [ 5 ], entre otros parámetros, requeridos por los usuarios educativos. Además, los enfoques de aplicación dependen de consideraciones de edad y nivel educativo de los alumnos para incorporar atributos motivacionales, combinados con técnicas de juego de realidad aumentada (AR), que permiten a los alumnos mantener el uso de la aplicación.

2. Tecnología de la información y educación

La inserción de las tecnologías de la información en la educación tiene como objetivo promover mejoras efectivas en el proceso de aprendizaje. Para ello consideramos que se valora una herramienta tecnológica de enseñanza-aprendizaje desde la perspectiva de los educandos, instructores y promotores educativos. Dependiendo del tipo de herramienta, sus cualidades deben cautivar a los usuarios interesados en aprender a través de su uso. Por tanto, vemos que es necesario especificar los elementos que podrían definir atributos y los tipos de herramientas tecnológicas utilizadas.

2.1. Elementos para una agradable herramienta de aprendizaje tecnológico

Los elementos considerados en el diseño de una herramienta tecnológica de enseñanza-aprendizaje definen atributos que provocan actitudes positivas en el usuario aprendiz y en el docente para su aceptación de uso. Estos atributos están relacionados con la efectividad del aprendizaje, la interacción placentera, la motivación y la construcción de conocimientos a través de experiencias, entre otros [ 16 ]. Estos elementos generalmente se integran en métodos de aprendizaje, psicología motivacional, principios de usabilidad, juegos de aprendizaje y enfoques de combinación físico-virtual, entre otros.

2.1.1. Métodos de aprendizaje

Las metodologías de aprendizaje activo alientan a los estudiantes a desarrollar sus conocimientos mediante la realización de actividades dinámicas como la enseñanza, la práctica y la discusión de temas específicos [ 21 ]. Una de las técnicas de las metodologías activas es el aprendizaje basado en proyectos (ABP) [ 22 ], en el que los estudiantes adquieren conocimientos y habilidades explorando desafíos basados en problemas. Esto significa que el método integra el conocimiento y el hacer, y enfoca la educación en el estudiante que aprende de la experiencia [ 23 ].El constructivismo anima a los estudiantes a aprender ciencias y desarrollar habilidades de pensamiento crítico resolviendo situaciones reales, y esto motiva para un mejor aprendizaje [ 24 ]. Estos métodos se incorporan a herramientas tecnológicas, basadas en Internet y dispositivos de interacción, dando buenos resultados en el desarrollo de habilidades fundamentales, críticas e investigativas de los estudiantes [ 25 ], particularmente en el aprendizaje de ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas [ 26 , 27 ].

2.1.2. Psicología motivacional

En psicología motivacional positiva, la teoría de la autodeterminación (TED) estudia la motivación y la personalidad humana. El SDT motivacional considera fuentes intrínsecas y extrínsecas. La motivación intrínseca conduce a un comportamiento agradable e interesante, mientras que la motivación extrínseca se basa en compensaciones o imposiciones externas. El SDT basa sus principios en el hecho de que los seres humanos tienen una tendencia natural a estar motivados intrínsecamente, incluidas las regulaciones externas, por ejemplo, la autorregulación para el crecimiento psicológico personal, la integración social y el bienestar [ 28 ]. La hipótesis SDT es que las personas tienen tres necesidades psicológicas innatas: competencia, autonomía y relación.

2.1.3. Usabilidad en herramientas de aprendizaje

Una herramienta de aprendizaje tecnológico debe cautivar al usuario y poseer los siguientes atributos: facilidad de uso, atractivo, promover una interacción agradable y eficiente y, sobre todo, ser aceptable para su adopción. Los investigadores en interacción humano-computadora (HCI) tienen claro cómo lidiar con el concepto de usabilidad, que es un parámetro que ofrece medidas de desempeño, tasas de error o satisfacción del usuario en la interacción humana y del sistema. La usabilidad, por ejemplo, cuando varios usuarios interactúan con la tecnología, se mide en términos de factores como la calidad de las conversaciones, la riqueza de los gestos y la fluidez de los movimientos. En [ 5] la usabilidad se consideró en relación con el usuario como limitaciones individuales, experiencias, carga cognitiva percibida, aspectos de diseño técnico y carga de orquestación. La usabilidad tiene prioridad en el desarrollo de herramientas de aprendizaje con tecnología de realidad aumentada (AR) [ 9 , 29 ]; dado que la tecnología implica una intensa interacción del usuario, la usabilidad también implica dimensiones cognitivas y buenas experiencias de usuario relacionadas con variables afectivas. Carga cognitiva, según la aproximación de [ 30] en los juegos educativos de RA, se puede dividir en esfuerzo mental y carga mental. El esfuerzo mental (o carga cognitiva extrínseca ajena) se refiere a los recursos externos necesarios para realizar una tarea; implica que el diseño de enfoques de aprendizaje debe minimizar el esfuerzo mental para dejar más capacidad operativa de memoria. La carga de trabajo mental (o carga de trabajo cognitiva intrínseca) es causada por el material de aprendizaje y también por la interacción entre las tareas.

2.1.4. Juegos de aprendizaje

El aprendizaje a través de juegos ha sido eficaz en diversas situaciones [ 31 ], para diferentes propósitos y para diferentes edades. En particular, los procesos de aprendizaje en los niños han demostrado que los juegos tienen un gran potencial para captar la atención [ 8 ]. Los juegos son motivadores intrínsecos para que los niños participen activamente en el proceso de aprendizaje. Los juegos de aprendizaje han demostrado ser apropiados para ayudar a los estudiantes a desarrollar una comprensión de los conceptos y procesos científicos [ 32]. Un jugador está atrapado durante un tiempo ilimitado en busca de estrategias para ganar y experimentar la emoción del juego. Precisamente, estas acciones están sujetas a las necesidades psicológicas fundamentales de la TED, entre las que se encuentran las siguientes: competencia, autonomía y relación, consideradas como la base de la gamificación [ 28 ]. Por tanto, los juegos proporcionan una sensación de bienestar. Cuando un juego se proyecta con fines educativos, es necesario abordar el concepto de gamificación que, según [ 31 , 33 ], se relaciona con el diseño de elementos de juego, fuertemente relacionado con el ludus, juegos con fines, y sirve para crear. significados, sentido de las acciones en el ser humano, clasificaciones y competencias [ 20 , 34 ].

2.1.5. Realidad aumentada

El sistema AR se caracteriza por la combinación de objetos virtuales y reales, perfectamente alineados, en un escenario real, para que un usuario pueda interactuar con ellos en tiempo real [ 9 ]. Tal conexión entre los dominios físico y digital permite al ser humano construir visiones completas de casos y fenómenos que suceden como si todo fuera real. Las interacciones se llevan a cabo a través de computadoras de escritorio con cámaras y, más recientemente, a través de teléfonos celulares [ 35]. Un sistema de AR utiliza dispositivos de entrada y salida con posición y orientación espacial que se pueden rastrear en una plataforma de computadora, basado en un marco de manipulación del software de entrada / salida de AR y el comportamiento de la aplicación. En educación, los estudiantes pueden analizar los conceptos abstractos de la ciencia a nivel de objetos y sus propiedades para un discernimiento efectivo y, por tanto, aumentar la retención de conocimientos a través de la experimentación [ 36 ], siguiendo, por ejemplo, el enfoque constructivista. Los estudiantes pueden usar aplicaciones móviles AR (MAR) dentro o fuera del aula. La tendencia de la investigación en los últimos años es la preferencia por el uso de MAR en la educación en varios niveles (61%) [ 37 ]. Aproximadamente el 24% de los usuarios de herramientas educativas de RA están en la computadora de escritorio [ 35]. La portabilidad y variedad de recursos favorecen la preferencia por el uso de RA. Por ejemplo, el juego AR Pokémon Go se utiliza como MAR con geolocalización [ 38 ] que motiva los aspectos cognitivos (concentración) de los niños, y su extensión puede estar orientada al aprendizaje [ 37 ].

2.2. Herramientas educativas basadas en RA

La educación basada en tecnología promueve mejoras en el aprendizaje en el aula, en el laboratorio y como complemento. Los maestros y los estudiantes utilizan las herramientas en el aula para desarrollar materias que requieren más atención para la comprensión. Con experiencias de laboratorio, los alumnos verifican las teorías abordadas en el aula y realizan prácticas simuladas para una mejor comprensión. El suplemento fomenta el aprendizaje autodirigido para cualquier persona interesada [ 30 ]. Una cuarta categoría de la herramienta está dirigida a personas con discapacidad. En [ 39 ], se muestran buenos efectos en la ciencia de la educación utilizando herramientas de aprendizaje basadas en RA en relación con el cambio conceptual, los atributos del ABP, la sostenibilidad y la capacidad especial. En términos de usos, los autores de [ 12] muestran que el 42% de las herramientas basadas en RA se utilizan en el aula y el 9% se utiliza fuera del aula como complemento. La Figura 1 ilustra las categorías de herramientas de educación basadas en tecnología.

Figura 1. Orientación de las herramientas de educación basadas en tecnología

2.2.1. Salón de clases

Las investigaciones han demostrado que el uso de tecnologías de la información en el aula enriquece el proceso de enseñanza-aprendizaje, aumentando el rendimiento de los estudiantes en contraste con el uso de esta herramienta [ 36 ]. Los conceptos teóricos de las conferencias se pueden ilustrar con explicaciones en 3D, manipulando el funcionamiento de la herramienta [ 40 ]. Por eso, una combinación de AR e interfaces de usuario tangibles (TUI) es un complemento eficaz para el aprendizaje. Para crear nuevas experiencias de aprendizaje, como se mencionó [ 5], el uso de TUI facilita la manipulación directa de objetos y la capacidad de realizar una transición fluida entre la vida real y la realidad virtual. Deben cumplirse las limitaciones internas y externas para que las soluciones de aprendizaje funcionen bien en el aula. Para ello, se deben evaluar factores de facilidad de uso y usabilidad. La complejidad de las aulas, particularmente en las pruebas de laboratorio, puede afectar los resultados esperados; por tanto, debe existir una forma pedagógica de control del entorno, basada en el postulado de la carga de orquestación en el aula [ 5 ], que en realidad es la minimización del esfuerzo necesario para que el docente y otros actores involucrados en el aula puedan realizar actividades de aprendizaje eficaces.

2.2.2. Laboratorio

The experimental verification of theories can be done in a real laboratory environment combining virtual and real elements, in an AR-based paradigm. This combination facilitates the interaction with scientific concepts, such as the behavior at the molecular level of gas dynamics [41], and visually unobservable phenomena in real cases [2], such as at the microparticle level [42]; it significantly improves the development of laboratory skills and develops positive attitudes in physics laboratory work for university students [9]. To some extent, the results of students’ learning and laboratory skills have been ignored [39]. The MEteor mixed reality game system, interactive due to its body inclusion, allows an accurate understanding of astronomy physics for teenagers [2], discarding misconceptions learned in theory. According to [43], regarding lectures and learning science, technology, and engineering, which generally require laboratory exercises for experimentation and concept understanding, the use of technology as virtual and augmented reality offers advantages compared to real laboratories.

2.2.3. Complementary

AR-based learning technology cannot be used strictly in classrooms and laboratories, it can also be used, perhaps even more effectively, as a complement to traditional learning methods [44] with desktop or portable devices, promoting positive attitudes in learners [45]. Students can complement or deepen some subjects of studied knowledge, as any other academic, and the use of these tools generally is focused on human knowledge. Technicians can practice activities related to their profession or out of curiosity, as demonstrated [41] by technical assistance in sophisticated mechanical repair machines, where technicians must experiment repeatedly to learn, such as discerning abstract calculus concepts [18]. Academic scholars recognize that AR applications potentially motivate activities outside the classroom.

2.2.4. Disabled

Learning technologies in this category are generally targeted to children within a treatment for a specific disability to allow for easy education. Work in this category is generally based on play with motivational, psychological, and pedagogical attributes. There are works considered as good, such as ALERV, which help children with reading and writing problems, proposed by [46]. Reference [47] works with a game called ABCDyslexic, aimed at children with dyslexia, and mentioned by [48], it helps hearing impaired children through an interactive puppet show. An application derived from [49] for preschool autistic children identifies emotions through play. Reference [50] uses movement and object detection in the environment to train deaf and blind children [51] and presents an interactive MAR application for learning geometry, which improves learning motivation and frustration tolerance of disabled children. Among other approaches for that purpose, the combination of play and AR has been found to be quite productive.

3. Augmented Reality and Games in Education

The use of AR approaches and play techniques are generally preferred by researchers in the motivational educational context [7]. AR, which provides visual and interactive experiences combined with relevant information, allows the understanding of complex phenomena [52], while play techniques add the motivational aspect to the learning process [8]. The appropriate combination of AR and games, in the psycho-pedagogical context, within an educational model, promises to offer the student an interesting technological learning tool [35].

3.1. Educational Models with Technologies

The educational model is a set of organized and systematized activities to approach and solve a scientific problem in a cycle of initiation–execution–closure. They are known as teaching–learning sequences (TLS) for the classrooms, particularly focused on areas of abstract content such as science. Among them, the “demand for learning” and “educational reconstruction” stand out [53]. The first model is based on individual considerations and socio-cultural views of learning. The lectures discuss scientific ideas in class, focusing on students’ daily thinking. It is the paradigm of the teacher–student and scientific relationship every day [54]. The model of educational reconstruction focuses on the construction of scientific knowledge for student understanding, summarized as a process of abstraction and deduction.

The four-stage TLS model (exploration, introduction of variables, systematization, and application) combined with AR technology, proposed in [3], improves the understanding of “reactivity in organic chemistry”. In these phases, several activities are carried out with two types of operators: detailed level screens of their chemical compositions and experimental operators for the real-time manipulation of three-dimensional molecular elements. Usability principles, related to user experience, cognitive load, collaborative effort, and limitations of the classroom environment, are also considered in the model. We appreciate that, in this model, the TLS focuses on how to transfer content in the given context, and the tools allow for a constructivist approach to achieve the learning objectives proposed in each topic.

There is also good work on technologies in educational models that use the concept of instructional design. That concept, according to [55], is the process of transferring learning principles into educational practice, considering material, activities, sources of information, and evaluation. In [5], for example, instructional design focuses on the “development of learning activities” and “learning technologies”, especially considering learning outcomes, the specificity of the contents to be learned, the peculiarity of the learners, and the principles of educational psychology, which are intrinsic elements in the learning process.

In that context, extrinsic elements, such as time, level of discipline, instructor workload, and class heterogeneity, addressed by [3,56], must also be taken into account. The practical aspects, as well as the interactive experiences of AR, make instructional design more effective [36]. This would be complemented by the postulate of “orchestration” [3] for good classroom logistics and learning relationships. There are continuous activities of intrinsic and extrinsic scenarios related to learning, which teachers must adequately integrate with digital and non-digital educational resources for effective work with students. This integration will be efficient if the educator feels that there are improvements in the habit of education.

3.2. Interactive Learning Model

Computer technology facilitates the interactive learning of the theories of science, making even microscopic elements and phenomena visible, for better understanding and abstraction. In this sense, science and technology are in agreement with the constructivist approaches, implemented following some instruction model. The constructivist theory is a dynamic and interactive conception of human learning, where the students redefine, reorganize, elaborate, and change the initial concepts through experiences in the environment [57]. In 1980, the Biological Sciences Curriculum Study (SBCS) developed the 5E model, as an improved version of the previous sequential model, inspired by the constructivist theory of learning [58]. This model, composed by five states (E1–E5), has been used by some works of interactive learning, as [51,52] with good results. Each state of that model can implement different methods and techniques of teaching [59]. The 5E is a sequential model of interactive instruction applied in an inquiry-based learning process [45]. This model fosters understanding of scientific concepts, research skills, analytical thinking, and reasoning skills. It encourages exploration and reflection related to other concepts [60,61]. The five states are Engagement (E1), Exploration (E2), Explanation (E3), Elaboration (E4), and Evaluation (E5). In each phase, an activity is carried out to complement the previous one. For example, in [58] teachers approach a new concept and relate it to previous and current knowledge, which is included in the E1 phase; in E2 students complete their knowledge through exploration experiences; in E3 activities are focused on aspects of participatory experience to show their skills and understanding; in E4 students are challenged to broaden their conceptual understanding to expand and deepen their knowledge and skills exposed in the previous phases; and finally, in E5 students are evaluated according to the objectives of instruction.

There are studies of the traditional 5E model, or combined with technological approaches, to facilitate the learning of science and technology. For example, in laboratory activities based on the 5E model, analyzed in [62], chemistry students began E1 with a “brainstorming technique” related to previously acquired known concepts. In the following states, they conducted experiments, interpreted the micro- and macroscopic levels of chemical solutions, and looked for explanations of the solutions. In [63], with good results, the 5E model was complemented with interactive multimedia to promote the learning achievement of undergraduate students in SQL. Due to the advantages of the 5E model for science education, an investigation among science teachers in schools in Turkey [61] concludes that states E3, E2, E4, and E5, in that sequence, are more conducive to the use of technologies. E2 state allows enabling cognitive constructions and interactive experiments, while E3 is more effective with visual elements. E4 should be used to relate to everyday life. E5 can be used to monitor multiple skills. An interactive model using AR within the context of the 5E interactive cycle for learning chemistry is implemented in [60]. The use of AR in this model is inspired by the good results of the works. The efficiency of the proposed model is verified with a group of students to learn the phosphorus molecule. In state E1, an interactive AR was used to engage the student, different from the brainstorming used in [62]. The learning outcome with this model was better than using, for the same process, only the conventional 5E model without AR or only conventional AR without 5E.

The analyzed works show that the use of interactive models based on 5E, combined with technological approaches in their states, as indicated [61], favors the improvement in the learning of science and technology concepts. The AR in a 5E model state, for example in [60], allowed better learning. It follows that other states could also be implemented with AR and narratives to motivate students to promote research. Table 1 illustrates a summary of the benefits observed by some sources analyzed using the 5E model and technologies.

Table 1. 5E model and technology.

Model and Technology	Results
5E + mobile	Develop scientific inquiry skills, learning motivation [64]; improves educational achievement [65]; improves reasoning ability, facilitates research, improves student participation [45].
5E + website	In mobile [66]: prolonged engagement in the mobile learning, enhances students’ scientific knowledge, understanding, and motivation. In computer [61]: engage attention of students, make concepts more meaningful.
5E + conceptual play	In [67]: develop scientific knowledge and understand scientific ideas.
5E mobile + AR	In [60]: learning motivation, significantly improves educational achievement, construct mental images of the microcosmic world.

3.3. Augmented Reality in Learning

The use of AR in learning improves the development of students’ positive skills and attitudes [16,18,35,66]. By simulating chemical processes using AR, for example, students can conduct research experiences by interacting with 3D models of microparticles [68]. Students better understand scientific concepts, for example, the analysis of chemical gas phenomena, verifying in the AR laboratory that they can visualize phenomena at the molecular level, which in real cases are not observable [69]. Similar benefits occur in the studies of phenomena and behaviors in nature. Particularly for basic natural science, students could observe and manipulate the time and situations of the evolving virtual insects on plant leaves for an effective understanding [70]. A similar form is possible to analyze the biological elements in 3D simulation for better understanding [36].

In mathematics, an AR-based tool, involving both technical and academic skills, can enable the student to develop his or her abilities for spatial and temporal perception of mathematical concepts and models. This can be oriented to the analysis and synthesis of calculation concepts, with 2D and 3D visualization of their geometries [27,32,71], with collaborative approaches (fighting against information exclusion) as a complement to the concepts addressed in the classes, interpretation of the results consistent with the theories as established by [40]. Learning basic mathematics with everyday life [72]—among which are mathematic teaching methods related to the theory of the Piagetian stage—is also an achievable alternative with AR, as addressed in [73], to weigh the physical, cognitive, and contextual dimensions. In this approach, mathematical concepts are assimilated by physical manipulators (such as coins, fruits, among others) and virtual manipulators (interactive software applications) that represent mathematical learning concepts. This form of interaction increases knowledge retention because abstract educational concepts are related to physical spaces and actions. Priority is given to aspects of intuitive interaction and coding of physical actions, which is part of computer-based interaction. In addition, in this line, computer science students improved the understanding of abstract and technical concepts using AR mobile tools combined with video material [18].

The use of AR in the classroom allows students to actively participate [41]. Classes are more effective and enjoyable if these tools are designed with pedagogical and orchestration techniques in the classroom [5]. However, some learning tools based on AR showed some observations in relation, in general, with the aspects of usability of interactive systems. In [74] they showed that AR tools generate a learning cost because the use of the natural interface reduces the external cognitive load [23,63], which is the mental workload generated by cognitive activities indirectly related to the learning objective. It also suggests, particularly for children, that AR experiences should work in a context that is appropriate for each user. This allows to take advantage of contextually relevant learning methods that can be accessed at any time from any place through mobile devices.

3.4. Games and AR for Pleasant Learning

The use of play techniques in education makes the learning process fun and enjoyable for students of all ages [20,75]. Students are motivated and participate enthusiastically in classes. For example, motivation, participation, and better understanding were observed in “introductory students to the industrial engineering program” when they were presented with complex situations in the professional field during the first year of classes through educational games, as demonstrated in the study conducted by [76]. The game techniques also generate motivation in computer-assisted language learning [77], which when combined with MAR technology are interesting tools in language studies to be used in or out of the classroom [78]. Some use serious games in learning, such as [79], combining with video games to teach parametric design and environment simulation principles for architecture students, with emphasis on quantitative performance and qualitative assessment, in an attractive and collaborative way.

Children are more attracted to games. This attraction is exploited by game-based tools that induce knowledge, such as those presented by [80] in the fun learning of numbers by experiencing stories through MAR. Another MAR Game system, based on multimedia elements, is presented in [34] to help primary school students understand science reading. The effectiveness and motivation of learning-related concepts is eminent when the visual objects are converted into 3D models on mobile devices. Thus, games combined with AR techniques are effective in inducing knowledge in children. It is also observed that the AR game Pokémon Go promotes the development of attention, concentration, and socialization in children and adults [37].

In general, the attributes of the games make users of game-based applications improve their visual attitudes and attention span [78], while enjoying their experimental qualities, psychological satisfaction, and possibilities for autonomous play [81]. The games in the AR learning tool cause positive effects such as pleasure and interest, with a greater incidence in effective learning improvements, and they promote social interactions among the students [12]. In addition, AR games facilitate a natural and independent way of learning manipulation, particularly favorable for self-directed students [39], despite generating some cognitive load. This is shown in [30], in comparison with the task-based method used by students in sequential mode to learn English vocabularies. In this case, the cognitive load caused by AR games can be minimized with usability principles. Language learning, focused on [78], is more natural and enjoyable with MAR games based on local objects known as trees and works of art, which are combined with virtual objects and texts [82]. In chemistry [83], presents the AR game “mystery of the table” for the learning complement in the form of stories, which allows students to enjoy and learn by manipulating virtual chemical elements. The interactivity and cooperative attitudes of the users in the interpretation of the abstract concepts of mathematics, based on the 3D geometric representations provided by AR applications, allows a fun learning experience and improvement in performance [18].

En este sentido, los trabajos de los sistemas educativos basados en juegos de RA se enfocan principalmente en experiencias agradables con la visualización de objetos y fenómenos en 3D utilizando paradigmas de RA para una mejor comprensión de los conceptos estudiados; además, se aprovecha la ubicación y orientación que tienen los móviles modernos. Un ejemplo, entre otros, es el marco móvil de juegos de RA para apoyo educativo (MAGIS) para el desarrollo de nuevos juegos educativos basados en RA [ 76 , 84]. Este marco utiliza el motor de juego Unity como base y está compuesto por el subsistema de lógica de juego AR, el subsistema AR, el subsistema de navegación y el subsistema analítico. Usando este marco, se crean juegos virtuales de recorridos por la ciudad para aprender historia y eventualmente interactuar con personajes históricos que ofrecen ayuda, en este caso, como un juego de aventuras AR móvil con GPS como sensor de ubicación del jugador con fines de representación. En [ 19 ] se analizan los beneficios de la AR en la educación y el entrenamiento deportivo. Su enfoque de juegos MAR basados en la ubicación proporciona retroalimentación, en cooperación con otros participantes, que puede ser útil para diseños de escenarios de capacitación. Obtiene información adicional, comentarios adicionales para la práctica simulada, introduce nuevas reglas y crea nuevos deportes. Tabla 2 muestra los buenos resultados obtenidos por las diferentes fuentes estudiadas que involucran AR, juegos y juegos AR.

Tabla 2. Tecnologías para el aprendizaje y el aprendizaje placentero.

Elementos	Fuentes	Resultados
Arkansas	[ 18 ]	Experiencia de aprendizaje efectiva en cursos abstractos.
	[ 36 , 68 ]	Aprendizaje significativo y mayor efectividad para estudiantes de bajo rendimiento.
	[ 34 ]	Mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje de forma divertida e interactiva.
	[ 85 ]	Mejora el rendimiento en el aprendizaje de contenido abstracto.
	[ 86 ]	Mejora la actitud y el resultado del aprendizaje a través de la interacción.
Juegos de RA	[ 8 ]	Motivación intrínseca en el aprendizaje.
	[ 19 ]	Los estudiantes aumentaron significativamente su comprensión conceptual.
	[ 18 , 20 ]	Motivación para aprender y trabajar de forma colaborativa.
Juegos	[ 76 ]	Motivación para participar y comprender mejor el contenido.
	[ 32 ]	Mejor aprendizaje y resolución de problemas.

The investigations shown in Table 1 show good results in educational proposals under a pleasant environment, in which technologies around AR themes, games and AR games have been implemented. Important results are distinguished in terms of motivation, improvement in the assimilation of abstract content, improvements in academic performance, among others.

This entry is adapted from the peer-reviewed paper 10.3390/informatics8020025

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