Pizarra Virtual usando Realidad Aumentada para el aprendizaje interactivo en la Unidad Educativa “Tirso de Molina”, de la Ciudad de Ambato

Abstract

RESUMEN El presente Trabajo de Graduación, está orientado al desarrollo e implementación de una Pizarra Virtual usando Realidad Aumentada (PIVRA). Tanto el diseño del software, así como el sistema PIVRA; están dirigidos a niños y jóvenes en etapa de Educación Básica, particularmente para el aprendizaje de la asignatura de Ciencias Naturales. El propósito de PIVRA, es ser una herramienta didáctica de apoyo, que ilustra de forma interactiva el reconocimiento de modelos 3D con técnicas de Realidad Aumentada (RA); con el fin que docentes y alumnos puedan visualizar de manera minuciosa las partes biológicas del ser humano, para así; interiorizar el conocimiento y resolver problemas referentes al tema expuesto en esta cátedra. La categoría de ingeniería informática en PIVRA, hace uso de la RA, además de técnicas de reconocimiento de patrones, visión artificial y procesamiento de imágenes; como objeto para mejorar los procesos de enseñanza-aprendizaje. PIVRA ofrece al usuario una interacción con elementos reales y virtuales en un mismo entorno. El lenguaje base de programación empleado para su desarrollo es C Sharp; la parte de captura y procesamiento de imágenes en movimiento se llevó a cabo con OpenCV y su envoltorio para .NET, EmguCV. A la hora de acercar todas estas tecnologías al usuario, se empleó las librerías OpenCVSharp y AForge.NET para crear una interfaz gráfica de usuario, sencilla y fácil de usar; pero robusta en su componente de visión computacional y RA. Todas estas soluciones permiten su utilización de forma GNU y se adaptan correctamente a las necesidades del sistema PIVRA. Incorporar las tecnologías emergentes al entorno educativo, vinculan la emotividad de los educandos al uso de la técnica y la ciencia; convirtiéndose en una herramienta indispensable para su enriquecimiento intelectual. Con PIVRA se propone cubrir aspectos específicos de la educación como son la contextualización de contenidos, o el seguimiento y evaluación del aprendizaje de los alumnos. La experiencia con la RA se realiza a través de una aplicación de escritorio denominada PIVRA, en la cual los estudiantes interactúan con la RA y con el recurso virtual aumentado para beneficio de su conocimiento integral. SUMMARY This Work Graduation, it focuses on the development and implementation of a virtual whiteboard using Augmented Reality (PIVRA). The design of the software and the system PIVRA; they are directed at children and young people in Basic Education stage, particularly for learning the subject of Natural Sciences. The purpose of PIVRA, it is to be a teaching tool support, illustrating interactively 3D models recognition techniques Augmented Reality (AR); so that teachers and students can visualize minutely biological parts of the human being, so; internalize the knowledge and solve problems concerning the issue exposed in this professorship. The category of computer engineering at PIVRA, it makes use of the AR, besides pattern recognition techniques, machine vision and image processing; as an object to improve the teaching-learning. PIVRA offers users interact with real and virtual elements in the same environment. The basic programming language used for their development was C Sharp; the capture and processing of moving images was performed with OpenCV and its wrapper for .NET, EmguCV. When bringing these technologies to the user, AForge.NET the OpenCVSharp and libraries are used to create a graphical user interface, simple and easy to use; but robust in its component of computer vision and AR. All these solutions allow such use and adapt GNU correctly system needs PIVRA. Incorporate emerging technologies into the educational environment, binding activity of students the use of technology and science; becoming an indispensable tool for intellectual enrichment. PIVRA proposes to cover specific aspects of education such as the contextualization of contents, or monitoring and evaluation of student learning. Experience with AR is done through a desktop application called PIVRA, in which students interact with the AR and the increased virtual resource for the benefit of its comprehensive knowledge.