La realidad extendida, un concepto que abarca la realidad virtual, la realidad aumentada y la realidad mixta, ha experimentado un notable progreso en los últimos años y ha tenido un gran impacto en la comprensión de la educación. La investigación sobre la realidad extendida ha aportado beneficios en la mejora de la enseñanza y el aprendizaje, a partir de dos conceptos clave: el grado de inmersión y la sensación de presencia. Sin embargo, estas aportaciones necesitan una revisión desde una metodología crítica fundamentada para evitar caer en la tecnofilia sin evidencias científicas. El objetivo de este artículo es conocer y evaluar las aportaciones de la realidad extendida a la educación y los retos que plantea ante el desarrollo del metaverso. Para ello, en primer lugar, se conceptualiza cada tipo de realidad y se evalúan sus aplicaciones en el ámbito de la educación desde un punto de vista crítico. En segundo lugar, se realiza una argumentación fundamentada sobre las ventajas e inconvenientes de estas tecnologías en la práctica educativa. En tercer lugar, se describen los desafíos que plantea el metaverso en la educación. Este análisis muestra como la realidad extendida ha contribuido al desarrollo de la innovación y la mejora del proceso de enseñanza y aprendizaje, aunque se evidencia la falta de formación del profesorado para diseñar experiencias de aprendizaje basadas en la realidad extendida y una carencia de colaboración interdisciplinar entre los ámbitos de la tecnología y la pedagogía. Estos resultados influyen en el desarrollo del metaverso, un paso más en la evolución de la realidad extendida, que tendrá un gran impacto en el ámbito de la educación, lo cual sugiere la necesidad de diseñar un código ético, desarrollar una cultura y proteger la identidad de los usuarios.
ABSTRACT
Extended reality, a concept that encompasses virtual reality, augmented reality and mixed reality, has seen remarkable progress in recent years and has had a great impact on the understanding of education. Research on extended reality has provided benefits in improving teaching and learning, based on two key concepts: the degree of immersion and the sense of presence. However, these contributions need a review from a critical grounded theory, to avoid falling into a technophilia without scientific evidence. This article aims to know and evaluate the contributions of extended reality to education and the educational challenges it poses before the development of the metaverse. For this reason, first, each type of reality is defined and its applications in the field of education are evaluated from a critical point of view. Secondly, a critical argument is posed about the advantages and disadvantages of these technologies in educational practice. Third, challenges posed by the metaverse in education are described. This analysis shows that extended reality has contributed to the development of innovation and improvement of the teaching and learning process, although there is a lack of teacher training to design learning experiences based on extended reality and a lack of interdisciplinary collaboration between the fields of technology and pedagogy. These results influence the development of the metaverse, one more step in the evolution of extended reality, which will have a great impact in the field of education. Findings suggest the need to design an ethical code, develop a culture and protect identity of users.
<italic>Palabras clave:</italic>realidad extendidametaversorealidad virtualrealidad aumentadarealidad mixtateoría de la educaciónTICaprendizaje<italic>Keywords:</italic>extended realitymetaversevirtual realityaugmented realitymixed realityeducation theoryICTlearning<bold>I<sc>ntroducción</sc></bold>
El ámbito educativo está percibiendo cómo los adelantos que se producen en el campo de las TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación) le proporcionan nuevas herramientas de aprendizaje, que permiten al alumnado aumentar sus conocimientos más allá de las barreras temporales y geográficas (Cabero, 2013; Cabero et al., 2015). La investigación ha demostrado que el impacto de la incorporación de las TIC a las prácticas educativas se concreta en pequeñas innovaciones educativas ad hoc a la metodología del profesorado, dependiendo de su formación y actitudes hacia la enseñanza y el aprendizaje (Area, 2010; Fernández Cruz et al., 2018). Las tecnologías emergentes están transformando los modos tradicionales de enseñanza, que se aproximan a los escenarios en línea (Adell, 1997; Area, 2020). A pesar de los avances realizados en las infraestructuras, los recursos telemáticos, la formación y la competencia digital del profesorado, la presencia de las TIC ha representado un cambio superficial de las prácticas de enseñanza y aprendizaje (Area & Adell, 2021).
En la última década, el aprendizaje online se ha extendido al ámbito educativo, de modo que las investigaciones se han centrado en conocer las posibilidades de las tecnologías emergentes en los entornos virtuales (Boulton et al., 2018; Muñoz-Cristóbal et al., 2017). Schroeder (1996, p. 25) define entorno virtual como “una pantalla generada por ordenador que permite a los usuarios tener la sensación de estar presentes en un entorno diferente al que realmente se encuentra e interactuar con el mismo”. Entre las tendencias más utilizadas en los entornos virtuales, destaca el mobile learning, un enfoque centrado en el aprendizaje de conocimientos mediante el uso de teléfonos móviles (Yuen & Yuen, 2008). Este enfoque favorece el desarrollo de cuatro tipos de aprendizaje: el aprendizaje individualizado, que permite a los estudiantes aprender a su propio ritmo, el aprendizaje situado, que consiste en el uso de dispositivos móviles para aprender en un contexto real, el aprendizaje colaborativo, para interactuar y comunicarse fácilmente con otros estudiantes, y el aprendizaje informal, que tiene lugar cuando los estudiantes aprenden fuera de clase a su propio ritmo (Cheon et al., 2012). El uso del teléfono móvil con fines educativos ha cobrado protagonismo en los últimos años (Briz-Ponce et al., 2017). La literatura científica se centra en el impacto del mobile learning en el rendimiento académico del alumnado (Crompton & Burke, 2018).
La pandemia causada por la COVID-19 ha puesto de relieve el papel que juegan las tecnologías emergentes en la educación. Las más utilizadas con el móvil son la realidad virtual (RV), considerada la herramienta de aprendizaje del siglo XX1 (Rogers, 2019), la realidad aumentada (RA) (Arici et al., 2019) y la realidad mixta (RM) (Zhan et al., 2020), que conforman la realidad extendida (XR, extended reality) (Çöltekin et al., 2020a). Este es un concepto que hace referencia a la combinación de los entornos virtuales y reales, y las interacciones que existen con los usuarios (Dall’Acqua & Gironacci, 2019). Los avances en la realidad extendida permiten la validación de instrumentos que miden el grado de sensación de presencia que proporcionan los entornos virtuales, que abre nuevas posibilidades en la educación (Gandolfi et al., 2020).
Desde un punto de vista teórico, es preciso conocer las aportaciones que ofrece la realidad extendida, que puede ser un remedio, lo cual contribuye a la difusión de información, o algo perjudicial, que puede sustituir al profesorado (Meirieu, 2022). Asimismo, es necesario reflexionar de manera crítica sobre las aportaciones que ofrece la realidad extendida a la educación ante el desarrollo del metaverso, que constituye un reto al que debe enfrentarse la teoría de la educación.
El objetivo general de este artículo es conocer y evaluar las aportaciones de la realidad extendida (la realidad virtual, la realidad aumentada y la realidad mixta) a la educación y los retos educativos que plantea de cara al desarrollo del metaverso. Desde una metodología crítica fundamentada, es preciso conocer, en primer lugar, el concepto de cada tecnología y sus posibilidades en el ámbito de la educación desde un punto de vista crítico, evitando caer en la denominada tecnofilia, o entusiasmo sin evidencia científica hacia las posibilidades de las nuevas tecnologías. En segundo lugar, se reflexiona sobre las ventajas e inconvenientes de estas tecnologías en la práctica educativa. En tercer lugar, se describen los retos que plantea el metaverso en la educación del futuro, que abre nuevas líneas de investigación.
<bold>M<sc>etodología</sc></bold>
Este trabajo se enmarca en una metodología crítica fundamentada, que parte del paradigma socio-crítico, basado en el análisis crítico de la realidad para transformar las prácticas educativas (Bisquerra, 2009). Esta metodología permite reflexionar sobre las aplicaciones, los pros y los contras de cada tipo de realidad a fin de aportar conocimientos a los investigadores y los profesionales de la educación y aplicarlos en el ámbito educativo (McMillan & Schumacher, 2008). Se ha realizado un análisis de contenido sobre las referencias bibliográficas, con el programa ATLAS.ti, que ha permitido identificar cuatro categorías: el concepto de cada tipo de realidad, su aplicación en el ámbito educativo, las ventajas y los inconvenientes.
<bold>R<sc>esultados</sc></bold><italic>Concepto y aportaciones de la realidad virtual a la educación</italic>
La realidad virtual (RV) es un entorno simulado, construido en formato digital, que cuenta con efectos visuales y sonoros para hacer creer a los usuarios que se encuentran en un ambiente que existe realmente. Puede aplicarse en el área educativa, sumergiendo al alumnado en un espacio creado para hacerle sentir distintas emociones, por ejemplo, pasear por las ciudades del antiguo Egipto (Gómez-García et al., 2020). Comprende dos conceptos clave: inmersión y presencia. El primero describe la experiencia resultante de usar la tecnología, que nos introduce en un ámbito imaginario y funciona intercambiando información sensorial de la realidad con otra, generada digitalmente, como imágenes y sonidos (Ott & Freina, 2015). El segundo se refiere a la reacción subjetiva que experimentan los usuarios al estar inmersos en un entorno virtual, de modo que el cerebro se comporta de manera similar a encontrarse en el mundo real (Slater, 2003).
La literatura científica pone de relieve el uso de la realidad virtual en la educación y sus posibilidades en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Los laboratorios en realidad virtual para enseñar contenidos relacionados con las áreas STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) permiten llevar a cabo simulaciones de experimentos mediante objetos creados en 3D (Potkonjak et al., 2016). Son pocos los estudios que han diseñado aplicaciones de realidad virtual, basándose en una teoría de aprendizaje específica, y han investigado sobre cómo se puede integrar en el currículum (Radianti et al., 2020).
Diferentes investigaciones demuestran que las situaciones de realidad virtual producen desde sentimientos leves de inseguridad hasta otros más importantes de mareos (Jensen y Konradsen, 2017), que ponen de relieve la importancia de diseñar situaciones que minimicen las molestias físicas. El estudio de Krokos et al. (2019) muestra que el alumnado retiene más información y aplica mejor lo que ha aprendido tras haber participado en experiencias educativas con realidad virtual.
Ventajas e inconvenientes de la realidad virtual
Las ventajas de la RV residen en su capacidad para presenciar una situación. El alumnado siente una mayor sensación de presencia cuando se ve inmerso en una situación de realidad virtual con una HMD (Head-Mounted Display) o dispositivo de visualización similar a un casco, pero aprende menos en comparación con otra situación de baja inmersión en un ordenador (Makransky et al., 2017). Los inconvenientes de la RV son las dificultades técnicas que conlleva su uso y el alto coste del equipamiento necesario para llevar a cabo experiencias con alto nivel de inmersión (Duncan et al., 2012), que han dificultado su implementación en la práctica educativa. En este sentido, los pros relacionados con la realidad virtual en cuanto a la sensación de emociones en el alumnado no se han consolidado en la educación debido a la sofisticación y la inversión que exigen los dispositivos necesarios para su implementación en las aulas.
<italic>Concepto y aportaciones de la realidad aumentada a la educación</italic>
Thomas P. Caudell, investigador y científico, acuñó el término “realidad aumentada” (RA) en 1992 para definir una tecnología que permite aumentar el campo visual mediante la visualización frontal (Caudell & Mizell, 1992; Lee, 2012). La realidad aumentada es una tecnología que permite a los usuarios ver una realidad complementada a través de objetos virtuales superpuestos sobre el mundo real (Azuma, 1997). Es un entorno que incluye elementos de dos mundos (real y virtual), mantiene interacción en directo y puede mostrarse en tres dimensiones (Gómez-García & Palomo, 2016, p. 141). A partir del año 2010, el número de investigaciones sobre la aplicación de la RA en la educación ha aumentado de manera notable debido a la integración de los sistemas de RA en los smartphones y las tablets, que destacan entre las tecnologías emergentes (Garzón et al., 2019).
La aplicación de la RA en la educación permite al profesorado y al alumnado hacer anotaciones en el mundo real, interactuar con objetos reales y virtuales a la vez, y realizar prácticas con objetos virtuales en una situación real sin riesgos, por ejemplo, la disección de animales (Gómez-García & Palomo, 2016). En este sentido, uno de los ámbitos en los que la RA tiene mayor impacto es el ámbito STEM, en el que se utilizan herramientas de exploración basadas en la RA, junto a actividades de investigación y simulación (Ibáñez & Delgado-Kloos, 2018). En el área de Matemáticas, el uso de la RA en la práctica educativa tiene un efecto significativo en la comprensión de conceptos (Boaler et al., 2016), la habilidad para resolver problemas (Sollervall, 2012) y el rendimiento académico (Demitriadou et al., 2020). Una de las modalidades de RA más común en el ámbito educativo es la geolocalización GPS, una tecnología que permite conocer la posición geográfica en cualquier sitio del mundo, acceder a mapas por geo-posicionamiento y a información en tiempo real (Brazuelo, 2015). La geolocalización y la realidad aumentada contribuyen a la realización de actividades de exploración del entorno de forma autónoma y de conceptos geográficos (Arango-López et al., 2019; Fombona & Vázquez-Cano, 2017).
Ventajas e inconvenientes de la realidad aumentada
Las ventajas de la RA en la educación estriban en su capacidad para aumentar la participación del alumnado en las actividades con tecnologías inmersivas y mejorar la experiencia de aprendizaje (Suh & Prophet, 2018). El uso de la RA en la práctica educativa tiene un efecto moderado en los resultados académicos del alumnado (Garzón & Acevedo, 2019). Los inconvenientes de la RA tienen que ver con su complejidad, que pone de manifiesto la necesidad de formación específica del profesorado a fin de crear contenidos que mejoren el proceso de enseñanza-aprendizaje (Pellas et al., 2018). La RA plantea retos en la práctica educativa para mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje: la falta de formación y experiencia del profesorado, la necesidad de más tiempo de clase para perfeccionar su uso y su inadecuación en aulas con altas ratios (Ackayir & Ackayir, 2017). La RA supone un paso más hacia la combinación de la RV y el mundo físico, que contribuye a la motivación del alumnado, aunque existen carencias formativas en los planes de estudios universitarios sobre su implementación en la práctica educativa.
<italic>Concepto y aportaciones de la realidad mixta a la educación</italic>
Milgram y Kishino (1994), dos investigadores pioneros en tecnología explicaron las posibilidades de la RM en la mejora del aprendizaje "en cualquier lugar entre los extremos del continuo de virtualidad" (p. 1322), en el que los contextos virtuales se extienden de entornos reales a virtuales mediante una tecnología que puede "aumentar" la experiencia del usuario. En este sentido, acuñaron el término “reality-virtuality continuum” (véase la Figura 1), para designar la evolución de la RM.
E<sc>volución de la realidad mixta</sc>
Fuente: Traducido de Pellas et al. (2019)
La RM es una combinación de la RA y la RV, que ofrece la posibilidad de interactuar físicamente con objetos virtuales en el mundo real (Yusoff et al., 2011). Se puede utilizar para el desarrollo de entornos "aumentados" dentro de otros pertenecientes al mundo real, en los que los usuarios pueden agregar o integrar información virtual dentro de ella (Tamura et al., 2001). En los entornos de RM, los datos se procesan a través de varios dispositivos de entrada diferentes, como gafas inteligentes, tabletas, sensores o computadoras personales (PC), que se combinan con dispositivos de salida, como proyectores, paredes interactivas o monitores de PC que muestran los resultados del procesamiento. Todos los dispositivos de entrada y salida deben integrarse dentro de un entorno físico que mejore la sensación de "presencia" del usuario (Ponto et al., 2006). La principal diferencia entre la RA y la RM estriba en que la primera permite la superposición de un objeto virtual en el mundo real, mientras que la segunda es un medio que incorpora un conjunto de elementos virtuales y reales a través de un continuo de la realidad (Lindgren & Johnson-Glenberg, 2013). La investigación ha demostrado que el uso de la RM resulta eficaz en el proceso de enseñanza-aprendizaje (Ke et al., 2016; Tang et al., 2020).
Los principales retos que plantean la RV, la RA y la RM son la personalización del aprendizaje y la inteligencia educativa. La personalización del aprendizaje conlleva crear e implementar experiencias de aprendizaje basadas en las necesidades educativas y características del alumnado (conocimientos previos sobre un tema, intereses y estilos de aprendizaje). La inteligencia educativa es la aplicación de las nuevas tecnologías y los métodos inteligentes que mejoran el aprendizaje del alumnado (Kurilovas, 2016).
La aplicación de la RM en el ámbito educativo ha sido un tema estudiado en profundidad en muchas investigaciones (Johnson-Glenberg et al., 2014; Tscholl & Lindgren, 2016). La aplicación de la realidad mixta en la educación ha dado lugar a un enfoque denominado MRLE (Mixed Reality Learning Environment) o entorno de aprendizaje basado en la realidad mixta (Chang et al., 2010). Una de las aplicaciones del MRLE que ha tenido mayor impacto en el aprendizaje es el uso de los móviles en el área de ciencias, mediante el diseño de laboratorios en realidad mixta, que permiten a los usuarios enfocar las pruebas del laboratorio, aumentar los gráficos, modificarlos y realizar experimentos (Frank & Kapila, 2017). También se ha utilizado en el área de astronomía para enseñar conocimientos sobre el espacio exterior (Lindgren et al., 2016).
La motivación del alumnado es un factor importante en el rendimiento académico (Trowler, 2010). Tanto el uso de la RV como de la RM tiene más impacto en la motivación del alumnado que los métodos tradicionales, lo cual influye en la mejora del rendimiento académico (Allcoat et al., 2021; Leonard & Fitzgerald, 2018). El uso de la RM en la práctica educativa mejora el rendimiento académico del alumnado, en particular aquel que tiene baja habilidades espaciales (Weng et al., 2018).
Ventajas e inconvenientes de la realidad mixta
Las ventajas de la RM guardan relación con sus múltiples aplicaciones desde un punto de vista metodológico, en tanto que combina las posibilidades de la RV y RA en un mismo enfoque, dando lugar al diseño y desarrollo de experiencias de aprendizaje que otorgan relevancia, interés y significancia al aprendizaje del alumnado. Uno de los enfoques en los que la RM destaca es el serious game, que consiste en un juego digital cuyo objetivo es entretener y alcanzar, al menos, un objetivo educativo, promoviendo la resolución de problemas (Dörner et al., 2016). En este sentido, los serious games basados en la RM contribuyen a que los alumnos resuelvan un problema significativo de forma colaborativa, aprovechando las posibilidades que ofrecen ambas realidades (Lee et al., 2016). Los inconvenientes derivados de la aplicación de la RM en la educación tienen que ver con la carencia de colaboración interdisciplinar entre la investigación tecnológica de los soportes utilizados en la RM (por ejemplo: las gafas inteligentes) y la pedagógica sobre su aplicación en la práctica educativa. La creación de experiencias basadas en la RM que resulten eficientes sólo puede lograrse mediante la colaboración interdisciplinar, consolidando y aceptando los avances de diferentes disciplinas, como la tecnología y la educación, de modo que el avance de las disciplinas por separado conlleva el riesgo de hacer suposiciones unidireccionales sobre el uso de las tecnologías (Çoltekin et al., 2020b). En este sentido, el avance en el conocimiento sobre estas nuevas tecnologías impulsa enfoques interdisciplinares con un gran potencial que permiten todo tipo de metodologías y aplicaciones (Prendes & Cerdán, 2021).
La revisión de la literatura ha demostrado que existe una carencia de estudios sobre el uso de la RA y la RV con fines educativos debido a tres factores: 1. El acceso a estas tecnologías mediante los smartphones, cuyo uso no ha llegado a consolidarse en el proceso de enseñanza-aprendizaje, 2. La falta de contenidos sobre la utilización de estas tecnologías en los centros educativos y 3. La brecha digital en países y escuelas (Maas & Hughes, 2020). Las experiencias de RM en el metaverso requerirán de interacción verbal con objetos virtuales y recibir un feedback o retroalimentación, de modo que la interacción de voz es el reto principal para pasar de la RM al desarrollo del metaverso en la educación (Siyaev & Jo, 2021). Para ello, es preciso perfeccionar el desarrollo de las gafas empleadas en la RM, que funcionan con comandos de voz estáticos y predefinidos (Eschen et al., 2018), e incluir otros flexibles que se adapten al feedback de los usuarios.
<italic>Concepto y aportaciones del metaverso a la educación</italic>
Mark Zuckerberg anunció en octubre de 2021 la llegada del metaverso en un plazo de 5 a 10 años, definiéndolo como una realidad digital alternativa en la que la gente trabaja, juega y socializa (Gonzalo, 2021). Desde entonces, han proliferado artículos de opinión sobre las posibles consecuencias del metaverso en la sociedad y su impacto en el e-learning, poniendo de relieve la importancia y vigencia del tema. Para conocer los retos que plantea el metaverso en los escenarios digitales del futuro, procede partir del concepto y las experiencias que se han aproximado a esta nueva realidad, publicadas en revistas científicas. Los conceptos que aluden al metaverso son “mundo espejo” o “internet espacial”, de modo que puede entenderse como “una realidad física virtualmente mejorada” (Ribeiro, 2021).
El metaverso es un acrónimo formado por el prefijo “meta” (más allá) y la contracción del término universo -“verso”-, que se refiere a un mundo virtual en 3D que es inmersivo, interactivo y colaborativo. Constituye una nueva dimensión en Internet, con gran impacto en la educación del futuro (Rodríguez, 2021). Fue el novelista americano Neal Stephenson (1992) quien utilizó este término por primera vez en su novela Snow Crash para referirse a una nueva versión de Internet. Esto permite que diferentes miembros de un grupo puedan trabajar juntos en un espacio virtual mediante avatares que interactúan cara a cara y crean objetos tridimensionales que representan ideas, valores o sentimientos (Davis et al., 2009).
El metaverso reúne una serie de características que superan a la realidad extendida (Ball, 2020; Martín-Ramallal & Merchán-Murillo, 2019):
- Es persistente. No se reinicia ni se pausa, sino que continúa indefinidamente.
- Favorece la proactividad de los usuarios, que toman el control, adoptan decisiones y se anticipan a posibles acontecimientos.
- Es sincrónico y existe en tiempo real.
- No tiene límites para la simultaneidad de usuarios en una actividad.
- Brinda una experiencia que abarca el mundo digital y el real, la relación entre redes privadas y públicas.
- Ofrece interoperabilidad de datos y elementos digitales, por ejemplo, un objeto virtual de un videojuego puede ser regalado a un amigo a través de Facebook.
Una de las posibilidades educativas del metaverso está relacionada con la creación de museos, que albergan exposiciones de temas especiales y proporcionan contenidos experienciales a los visitantes (Choi & Kim, 2017). Otras guardan relación con el diseño de experiencias de aprendizaje basadas en el metaverso, que exigen la creación de un avatar, un alter ego del usuario que puede interactuar con otros avatares en un mundo virtual (Bailenson & Yee, 2005). El Informe Horizon Report 2021 destaca el uso de avatares para practicar un idioma en un entorno virtual. El avatar está conectado con un chatbot, que ofrece respuestas a las dudas del alumnado (Pelletier et al., 2021). Un estudio pionero evaluó la percepción social de las personas a partir de la creación de dos avatares, uno tiene la misma apariencia facial que los usuarios y el otro, la misma expresión de sus gestos. Los resultados muestran que los participantes no se identificaban con la apariencia de su avatar, mientras que sí se reconocieron en los avatares que realizaban los mismos gestos que ellos. Por tanto, este realismo conductual juega un papel importante en el diseño de avatares para la implementación del metaverso (Park et al., 2021).
Retos del metaverso en la educación
El principal reto estriba en pasar de un entorno en realidad virtual, sofisticado, pero independiente, a una red integrada de mundos virtuales en 3D o metaverso, que pone de relieve la necesidad de avanzar en el conocimiento sobre cuatro aspectos que tienen un impacto en la educación (Dionisio et al., 2013): 1. Realismo (hacer sentir a los usuarios que están inmersos en una dimensión alternativa), 2. Ubicuidad (establecer el acceso al sistema a través de los dispositivos digitales y mantener la identidad virtual de los usuarios dentro del sistema), 3. Interoperabilidad (permitir la creación y movimiento de objetos en 3D fuera del sistema), y 4. Escalabilidad (permitir un uso eficiente del sistema con cantidades masivas de usuarios conectados a la vez). Desde un punto de vista práctico, las primeras experiencias que se han aproximado al metaverso se han centrado en la comprensión escrita y oral de idiomas (Garrido-Íñigo & Rodríguez-Moreno, 2013).
El metaverso ofrece muchas posibilidades educativas relacionadas con la adquisición de conocimientos culturales (Zheng, 2020). En este sentido, uno de los conceptos clave en el desarrollo del metaverso es la cultura, que se refiere a los antecedentes y experiencias de las personas que forman parte de esta dimensión (Han, 2015) y abarca dos conceptos relacionados: quiénes somos y cómo vivimos (Wang, 2001). Castells (2005, p. 405) afirma que es precisa una cultura en la sociedad del conocimiento, a partir del establecimiento de ciertas normas. El autor señala que esta cultura forma parte de un sistema de virtualidad real, en el que la misma realidad (la existencia de las personas) es sumergida en un escenario de imágenes virtuales, en el que las apariencias no están solamente en la pantalla a través de la que se comunica la experiencia, sino que se convierten en la experiencia. En este sentido, resulta fundamental construir una cultura o conjunto de normas y valores de base para comunicarse, trabajar y ser en el metaverso, una realidad alternativa en la que las fronteras entre lo físico y lo virtual resultan aún difusas y necesitan ser delimitadas con precisión para salvaguardar la identidad de los usuarios. En este sentido, Smithson (2022) sugiere la necesidad de un código ético para desarrollar la cultura del metaverso, que se sustenta en cinco aspectos:
La transparencia de conocimientos y opiniones entre los consumidores y los creadores de productos basados en el metaverso contribuyen a la mejora de su funcionamiento.
Una escala de valores que favorezca la convivencia y las relaciones entre los usuarios.
El principio de inclusión es fundamental. El metaverso debe ser accesible y fácil de utilizar para todas las personas.
Los avatares (o alter ego) son personas reales, de modo que las actitudes de acoso y fraudulentas serán sancionadas con la eliminación temporal de los usuarios en este espacio.
La ética es la piedra angular, que se traduce en el diseño de programas y experiencias de aprendizaje que aseguren la confidencialidad de los consumidores.
<bold>C<sc>onclusiones</sc></bold>
La pandemia originada por la COVID-19 supuso el traslado de la docencia a las plataformas digitales, que marca un punto de inflexión sobre la implementación de las tecnologías emergentes en la educación del futuro, en la que la realidad extendida y el metaverso destacan por su relevancia, interés e impacto en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Por ello, el objetivo fundamental de este estudio era conocer y evaluar las aportaciones científicas de la realidad extendida (la realidad virtual, la realidad aumentada y la realidad mixta) al ámbito educativo, así como los retos que plantea el metaverso en la educación del futuro.
En cuanto al concepto de los tres tipos de realidades que conforman la realidad extendida, la RV incorpora efectos visuales y sonoros para hacer creer a los usuarios que están en un ambiente que existe en la realidad. El objetivo fundamental de esta realidad es abordar la inmersión en un ámbito virtual sin renunciar a la presencia ni a la reacción subjetiva de los usuarios. Ambos conceptos, inmersión y presencia, han guiado los estudios posteriores sobre la realidad aumentada, que brinda la posibilidad de interactuar físicamente con objetos virtuales en el mundo real. La RA se ha visto reforzada por los smartphones y las tablets, que han facilitado su desarrollo en la educación. En un intento por aumentar el grado de inmersión y presencia, surge la realidad mixta, que incorpora elementos virtuales y reales a través de un continuo de la realidad y constituye un antecedente importante para el desarrolló del metaverso, un mundo virtual en 3D que requiere la creación de un avatar para interactuar con otros avatares en un mundo virtual.
En lo que concierne a la aplicación en el ámbito educativo, la RV se ha centrado en el diseño de laboratorios sobre las áreas STEM para llevar a cabo simulaciones de experimentos sin riesgo alguno. La aplicación de la RA se ha extendido al área de las matemáticas, para la explicación de conceptos, y de la geografía, para la exploración de entornos geográficos mediante la geolocalización. La implementación de la realidad mixta ha supuesto el perfeccionamiento de las pruebas de laboratorio en el área de ciencias, mediante la modificación y el aumento de gráficos, así como la enseñanza de conceptos sobre el espacio exterior en el área de astronomía. Asimismo, ha supuesto un avance notable en el desarrollo de nuevas propuestas metodológicas, como los serious games.
En lo tocante a las ventajas e inconvenientes de la realidad extendida, la realidad virtual ofrece mayor sensación de inmersión y presencia que las metodologías tradicionales, pero el coste del equipamiento necesario para desarrollar experiencias de calidad en los centros educativos es alto. La realidad aumentada favorece la motivación del alumnado hacia el aprendizaje, aunque el profesorado no cuenta con la formación necesaria para implementarla en la práctica educativa. Por su parte, la realidad mixta promueve el desarrollo de estrategias metodológicas diversas, aunque los avances en los campos de la tecnología y la pedagogía han discurrido por cauces paralelos, sin que exista una colaboración interdisciplinar para avanzar en el conocimiento sobre las posibilidades educativas de la RM en la educación.
Cuatro son los grandes retos que afronta la educación para desarrollar la realidad extendida en el ámbito educativo (Fernández, 2021; López- Rupérez, 2020; NEPT., 2017):
- La alta inversión que han de realizar los centros para poner en práctica la RV y la RA, que permiten crear nuevas experiencias de aprendizaje en laboratorios digitales.
- La personalización de la formación, que tiene en cuenta el punto de partida del alumnado, de modo que el ritmo de aprendizaje y el enfoque de la enseñanza están organizados según las necesidades de cada estudiante.
- La integración de metodologías activas y las tecnologías emergentes, que implica el desarrollo de metodologías, como la clase invertida o flipped classroom, en la que los alumnos preparan el temario antes de una clase y dedican el tiempo en el aula a poner en práctica tales contenidos.
- La búsqueda de un aprendizaje significativo, que no conciba las tecnologías emergentes sólo como un fin en sí mismo, sino también como herramientas al servicio del profesorado y del alumnado para lograr una mejora del proceso de enseñanza-aprendizaje.
Estos desafíos influyen en el desarrollo del metaverso, que está llamado a ser una revolución en los ámbitos de las nuevas tecnologías, la comunicación y la educación. En esta nueva realidad es preciso diseñar un avatar, que represente al usuario e interactúa con otros avatares para comunicarse, trabajar y colaborar, lo cual abre muchas posibilidades en el e-learning, trascendiendo las barreras temporales y geográficas. Existen tres aspectos que cobran importancia en las futuras investigaciones:
El desarrollo del metaverso puede difuminar las fronteras entre el mundo real y el virtual, que sugiere la necesidad de diseñar y desarrollar un código ético que sirva de guía para desenvolverse de manera segura. No se trata de que esta realidad “alternativa” suplante a la realidad en sí misma, sino que se perciba como un nuevo continuo de la realidad virtualmente mejorada, lo cual abre nuevas posibilidades en el proceso de enseñanza-aprendizaje.
Este código ético favorece el desarrollo de una cultura, que consiste en el diseño e implantación de normas que cobran un sentido en el metaverso y se consolidan con la experiencia. Dos aspectos fundamentales de este código ético son el principio de inclusión y los valores, que favorecen el desarrollo de las relaciones entre los usuarios.
La protección de la identidad de los usuarios. La creación de un avatar implica definir un alter ego, que reúne una serie de rasgos físicos y/o de personalidad que nos definen como individuos en el metaverso y nos diferencian del resto de avatares. Esta situación exige la necesidad de garantizar la confidencialidad de los datos personales.
A modo de conclusión, se puede afirmar que el traspaso de la realidad extendida al metaverso en el e-learning conlleva un planteamiento diferente, en tanto que la inmersión y la presencia constituían un medio para mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje, mientras que en el metaverso representan un fin en sí mismo, en una realidad virtualmente mejorada. Resulta necesario una mayor colaboración interdisciplinar entre los campos de la tecnología y la investigación en educación a fin de que la implantación del metaverso en el e-learning conduzca a una mejora de la enseñanza y el aprendizaje.
Extended reality, a concept that encompasses virtual reality, augmented reality and mixed reality, has seen remarkable progress in recent years and has had a great impact on the understanding of education. Research on extended reality has provided benefits in improving teaching and learning, based on two key concepts: the degree of immersion and the sense of presence. However, these contributions need to be reviewed using a grounded critical methodology to avoid falling into a technophilia without scientific evidence. This article aims to establish and evaluate the contributions extended reality makes to education and the educational challenges it poses in light of the development of the metaverse. For this purpose, firstly, each type of reality is defined and its applications in the field of education are evaluated from a critical point of view. Secondly, a critical argument is posed about the advantages and disadvantages of these technologies in educational practice. Thirdly, the challenges posed by the metaverse in education are described. This analysis shows how extended reality has contributed to the development of innovation and improvements in the teaching and learning process, although a lack of training for teachers who design learning experiences based on extended reality and a lack of interdisciplinary collaboration between the fields of technology and pedagogy are apparent. These results influence the development of the metaverse, which is another step in the evolution of extended reality that will have a great impact in the field of education. Our findings suggest there is a need to design an ethical code, develop a culture and protect the identity of users.
RESUMEN
La realidad extendida, un concepto que abarca la realidad virtual, la realidad aumentada y la realidad mixta, ha experimentado un notable progreso en los últimos años y ha tenido un gran impacto en la comprensión de la educación. La investigación sobre la realidad extendida ha aportado beneficios en la mejora de la enseñanza y el aprendizaje, a partir de dos conceptos clave: el grado de inmersión y la sensación de presencia. Sin embargo, estas aportaciones necesitan una revisión desde una metodología crítica fundamentada para evitar caer en la tecnofilia sin evidencias científicas. El objetivo de este artículo es conocer y evaluar las aportaciones de la realidad extendida a la educación y los retos que plantea ante el desarrollo del metaverso. Para ello, en primer lugar, se conceptualiza cada tipo de realidad y se evalúan sus aplicaciones en el ámbito de la educación desde un punto de vista crítico. En segundo lugar, se realiza una argumentación fundamentada sobre las ventajas e inconvenientes de estas tecnologías en la práctica educativa. En tercer lugar, se describen los desafíos que plantea el metaverso en la educación. Este análisis muestra como la realidad extendida ha contribuido al desarrollo de la innovación y la mejora del proceso de enseñanza y aprendizaje, aunque se evidencia la falta de formación del profesorado para diseñar experiencias de aprendizaje basadas en la realidad extendida y una carencia de colaboración interdisciplinar entre los ámbitos de la tecnología y la pedagogía. Estos resultados influyen en el desarrollo del metaverso, un paso más en la evolución de la realidad extendida, que tendrá un gran impacto en el ámbito de la educación, lo cual sugiere la necesidad de diseñar un código ético, desarrollar una cultura y proteger la identidad de los usuarios.
<italic>Keywords:</italic>extended realitymetaversevirtual realityaugmented realitymixed realityeducation theoryICTlearning<italic>Palabras Clave:</italic>realidad extendidametaversorealidad virtualrealidad aumentadarealidad mixtateoría de la educaciónTICaprendizaje<bold>I<sc>ntroduction</sc></bold>
The field of education is seeing how advances in the field of ICT (Information and Communication Technology) are providing new learning tools, allowing students to increase their knowledge beyond temporal and geographic barriers (Cabero, 2013; Cabero et al., 2015). Research has shown that the incorporation of ICT into educational practices has had an impact through small ad hoc educational innovations in teachers’ methodology, depending on their training and attitudes towards teaching and learning (Area, 2010; Fernández Cruz et al., 2018). Emerging technologies are transforming traditional modes of teaching, which are becoming more closely linked to online scenarios (Adell, 1997; Area, 2020). Despite advances in infrastructure, electronic resources and teachers’ training and digital competence, ICT has so far only resulted in a superficial change to teaching and learning practices (Area & Adell, 2021).
Over the last decade, online learning has extended to the field of formal education and so research has centred on discovering the possibilities of emerging technologies in virtual settings (Boulton et al., 2018; Muñoz-Cristóbal et al., 2017). Schroeder (1996, p. 25) defines a virtual environment as “a computer-generated display that allows users to have a sense of being present in an environment other than the one they are actually in, and to interact with that environment”. Mobile learning - a focus centred on the learning of knowledge through the use of mobile telephones (Yuen & Yuen, 2008) - stands out among the most widely used trends in virtual environments. This focus favours the development of four types of learning: individualised learning, which allows students to learn at their own pace; situated learning, which involves the use of mobile devices to learn in a real context; collaborative learning, to interact and communicate easily with other students; and informal learning, which happens when students learn outside class at their own pace (Cheon et al., 2012). Use of mobile telephones for educational purposes has increased in prominence in recent years (Briz-Ponce et al., 2017). Academic literature has centred on mobile learning’s impact on students’ academic performance (Crompton & Burke, 2018).
The Covid-19 pandemic has highlighted the role of emerging technologies in education. The technologies used most widely with mobile phones are virtual reality (VR), considered to be the learning tool of the twenty-first century (Rogers, 2019), augmented reality (AR) (Arici et al., 2019) and mixed reality (MR) (Zhan et al., 2020), which together comprise extended reality (XR) (Çöltekin et al., 2020a). This concept refers to the combination of virtual and real settings, and how users interact with them (Dall’ Acqua & Gironacci, 2019). Advances in extended reality enable the validation of instruments that measure the degree of the sensation of presence that virtual settings provide, opening up new possibilities in education (Gandolfi et al., 2021).
From a theoretical perspective, it is necessary to establish what contributions are offered by extended reality, which can be beneficial by contributing to the circulation of information, or be something damaging that might replace teachers (Meirieu, 2022). Similarly, it is necessary to reflect critically on the contributions extended reality offers to education given the development of the metaverse, which is a challenge the theory of education must confront.
The aim of this article is to establish and evaluate the contributions to education of extended reality (virtual reality, augmented reality and mixed reality) and the educational challenges it poses in view of the development of the metaverse. Starting from a grounded critical methodology, it is first necessary to establish the conceptual basis of each technology and its possibilities in the field of education from a critical perspective, avoiding technophilia or excess enthusiasm without scientific evidence for the possibilities of the new technologies. This article then reflects on the advantages and disadvantages of these technologies in educational practice. Thirdly, it describes the challenges of the metaverse in the education of the future, which open up new lines of research.
<bold>M<sc>ethodology</sc></bold>
This work is based around a grounded critical methodology, which starts from a critical social paradigm, based on critical analysis of reality to transform educational practices (Bisquerra, 2009). This methodology makes it possible to reflect on the applications and pros and cons of each type of reality in order to provide knowledge for educational researchers and professionals and apply them in the field of education (McMillan & Schumacher, 2008). A content analysis of the bibliographical references was carried out using the ATLAS.ti program. This enabled the identification of four categories: the concept of each type of reality, its application in the field of education, its advantages and its disadvantages.
<bold>R<sc>esults</sc></bold><italic>Concept and contributions to education of virtual reality</italic>
Virtual reality (VR) is a digitally constructed simulated environment, which features visual and sound effects that make users believe that they are in an environment that really exists. It can be used in the field of education, immersing students in a space created to make them feel different emotions, for example walking around the cities of ancient Egypt (Gómez-García et al., 2020). It comprises two key concepts: immersion and presence. The former describes the experience of using technology that introduces us into an imaginary realm and works by interchanging sensory information about reality with other digitally created information, such as images and sounds (Ott & Freina, 2015). The latter refers to the subjective reaction users experience when immersed in a virtual environment, so that the brain behaves in a similar way to when it is in the real world (Slater, 2003).
Academic literature has highlighted the use of virtual reality in education and its possibilities in the teaching-learning process. Virtual reality laboratories for teaching STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) content make it possible to carry out simulations of experiments using objects created in 3D (Potkonjak et al., 2016). Few studies have designed virtual reality applications, based on a specific theory of learning and researched how it can be integrated into the curriculum (Radianti et al., 2020).
Research has found that virtual reality situations can produce mild feelings of unsafety up to other more serious cases of cybersickness (Jensen & Konradsen, 2017), underlining the importance of designing situations that minimise physical discomfort. The study by Krokos et al. (2019) found that students retain more information and apply what they have learnt better after participating in educational experiences using virtual reality.
Advantages and disadvantages of virtual reality
The advantages of VR derive from its capacity to make users feel present in a situation. Students feel a greater sensation of presence when immersed in a virtual reality situation with an HMD (Head-Mounted Display), a display unit that is similar to a helmet, but they learn less in comparison to other low-immersion situations using a computer (Makransky et al., 2017). The drawbacks of VR are the technical difficulties of using it and the high cost of the equipment needed to carry out experiences with a high level of immersion (Duncan et al., 2012), which have hampered its implementation in educational practice. Consequently, the advantages of virtual reality with regards to students’ sensation of emotions have not been consolidated in education owing to the sophistication and investment required for the devices needed to implement it in the classroom.
<italic>Concept and contributions of augmented reality in education</italic>
The researcher and scientist Thomas P. Caudell coined the term “augmented reality” (AR) in 1992 to define a technology that makes it possible to augment the field of vision through head-up displays (Caudell & Mizell, 1992; Lee, 2012). Augmented reality is a technology that enables users to see a reality complemented by superimposing virtual objects on the real world (Azuma, 1997). It is a setting that includes elements of two worlds (real and virtual), maintains interaction in real time and can be shown in three dimensions (Gómez & Palomo, 2016, p. 141). Since 2010, research into the application of AR in education has increased noticeably owing to the integration of AR systems in smartphones and tablets, which stand out among emerging technologies (Garzón et al., 2019).
The use of AR in education allows teachers and students to take notes in the real world, simultaneously interact with real and virtual objects and do practical work with virtual objects in a real situation, for example dissecting animals, without risk (Gómez-García & Palomo, 2016). Accordingly, one of the fields where AR has the greatest impact is the STEM, where AR-based exploration tools are used, alongside research and simulation activities (Ibáñez & Delgado-Kloos, 2018). In mathematics, use of AR in educational practice has a significant effect on students’ understanding of concepts (Boaler et al., 2016), problem-solving ability (Sollervall, 2012) and academic performance (Demitriadou et al., 2020). One of the most common types of AR in the educational sphere is GPS geolocation, a technology that makes it possible to find one’s geographical position anywhere on earth and access maps through geo-positioning and real-time information (Brazuelo, 2015). Geolocation and augmented reality contribute to carrying out activities for exploring the environment and of geographical concepts independently (Arango-López et al., 2019; Fombona & Vázquez-Cano, 2017).
Advantages and disadvantages of augmented reality
The advantages of AR in education lie in its capacity to increase student participation in activities through immersive technologies and improve the learning experience (Suh & Prophet, 2018). Use of AR in educational practice has a moderate effect on students’ academic results (Garzón & Acevedo, 2019). AR’s drawbacks relate to its complexity, which underlines the need for specific training for teachers to create content that improves the teaching-learning process (Pellas et al., 2018). AR poses challenges for improving the teaching-learning process in educational practice: teachers’ lack of training and experience, the need for more class time to perfect its use and its unsuitability in classes with high ratios (Ackayir & Ackayir, 2017). AR involves another step towards combining VR and the physical world, which contributes to student motivation even if there are training shortfalls in university curriculums relating to its implementation in educational practice.
<italic>Concept and contributions to education of mixed reality</italic>
Milgram and Kishino (1994), two pioneering technology researchers, explained the possibilities of MR for improving learning “anywhere between the extrema of the virtuality continuum” (p. 1322), in which virtual contexts extend from real settings to virtual ones through technology that can “augment” the user’s experience. Accordingly, they coined the term “reality-virtuality continuum” (see Figure 1), to describe the development of MR.
E<sc>volution of mixed reality</sc>
Source: Pellas et al. (2019)
MR is a combination of AR and VR, and offers the possibility of interacting physically with virtual objects in the real world (Yusoff et al., 2011). It can be used to develop “augmented” settings within real-world settings in which users can aggregate or integrate virtual information (Tamura et al., 2001). In MR scenarios, data are processed through a variety of different input devices, such as smart glasses, tablets, sensors or personal computers (PC), which are connected to output devices such as projectors, interactive walls or computer monitors that show the results of the processing. The input and output devices must all be integrated into a physical environment that improves the user’s feeling of “presence” (Ponto et al., 2016). The principal difference between AR and MR is that the former allows virtual objects to be superimposed in the real world, while the latter is a medium that incorporates a set of virtual and real elements through a continuum of reality (Lindgren & Johnson-Glenberg, 2013). Research has shown that use of MR is effective in the teaching-learning process (Ke et al., 2016; Tang et al., 2020).
The principal challenges that VR, AR and MR pose are personalisation of learning and educational intelligence. Personalisation of learning involves creating and implementing learning experiences based on the educational needs and characteristics of the students (prior knowledge of a topic, interests and learning styles). Educational intelligence is the application of new technologies and smart methods that improve students’ learning (Kurilovas, 2016).
The application of MR in the educational sphere is a topic that has been considered in depth in much research (Johnson-Glenberg et al., 2014; Tscholl & Lindgren, 2016). The application of mixed reality to education has given rise to a focus called MRLE (Mixed Reality Learning Environment) (Chang et al., 2010). One of the applications of MRLE that has had the biggest impact in learning is the use of mobile phones in the sciences, through the design of mixed-reality laboratories that allow users to focus on laboratory tests, augment graphics, modify them and perform experiments (Frank & Kapila, 2017). This has also been used in the field of astronomy for teaching about outer space (Lindgren et al., 2016).
Student motivation is an important factor in academic performance (Trowler, 2010). Use of both VR and MR has more impact on student motivation than traditional methods, and so have an influence on improving academic performance (Allcoat et al., 2021; Leonard & Fitzgerald, 2018). Use of MR in educational practice improves students’ academic performance, in particular those who have low spatial abilities (Weng et al., 2020).
Advantages and disadvantages of mixed reality
The advantages of MR relate to its multiple applications from a methodological perspective, as it combines the possibilities of VR and AR into one focus, leading to the design and development of learning experiences that provide relevance, interest and significance to students’ learning. One of the focuses where MR stands out is the serious game. This consists of a digital game intended to entertain while achieving at least one educational objective, thus promoting problem solving (Dörner et al., 2016). Accordingly, MR-based serious games contribute to students resolving a meaningful problem collaboratively, making use of the possibilities that both realities offer (Lee et al., 2016). The drawbacks of using MR in education relate to the lack of interdisciplinary collaboration between technological research into the devices used in MR (for example, smart glasses) and pedagogical research regarding its application in educational practice. Effective MR-based experiences can only be created through interdisciplinary collaboration, consolidating and accepting advances from different disciplines such as technology and education, given that separate advance of the disciplines entails the risk of making one-way suppositions about the use of technologies (Çoltekin et al., 2020b). In this way, advances in knowledge about these new technologies encourages interdisciplinary focuses with great potential, enabling all sorts of methodologies and applications (Prendes & Cerdán, 2021).
Our literature review has shown a lack of studies on the use of AR and VR for educational purposes owing to three factors: 1. Access to these technologies through smartphones, use of which has not yet become consolidated in the teaching-learning process; 2. The lack of content relating to the use of these technologies in educational institutions; and 3. The digital divide within countries and schools (Maas & Hughes, 2020). MR experiences in the metaverse require verbal interaction with virtual objects and receiving feedback, and so voice interaction is the principal challenge in moving from MR to the development of the metaverse in education (Siyaev & Jo, 2021). To do so, it is necessary to perfect development of the glasses used in MR, which function with static and predefined voice commands (Eschen et al., 2018), and include other flexible ones that adapt to feedback from users.
<italic>Concept and contributions of the metaverse to education</italic>
In 2021, Mark Zuckerberg announced that the metaverse would arrive within five to ten years, describing it as an alternative digital reality in which people work, play and socialise (Gonzalo, 2021). Since then, opinion pieces on the possible social consequences of the metaverse and its impact on e-learning have proliferated, underlining the importance and currency of the matter. To establish what challenges the metaverse poses for future digital scenarios, it is best to start from its concept and works published in academic journals that have considered this new reality. The concepts that relate to the metaverse are “mirror world” or “spacial internet”, and so it can be understood as “a virtually enhanced physical reality” (Ribeiro, 2021).
The metaverse is an acronym formed by the prefix “meta” (of a higher kind) and a contraction of the term universe - “verse” - referring to an immersive, interactive and collaborative virtual 3D world. It represents a new dimension in the internet that will have a significant impact on education in the future (Rodríguez, 2021). The US novelist Neal Stephenson (1992) was the first person to use this term in his novel Snow Crash to refer to a new version of the internet. It makes it possible for different members of a group to work together in a virtual space through avatars that interact face to face and create three-dimensional objects that represent ideas, values or feelings (Davis et al., 2009).
The metaverse combines a series of characteristics that go beyond extended reality (Ball, 2020; Martín-Ramallal & Merchán-Murillo, 2019):
- It is persistent. It does not restart or pause, but instead continues indefinitely.
- It favours proactivity by users, who take control, make decisions and anticipate possible events.
- It is synchronous and exists in real time.
- It does not place limits on simultaneous users in an activity.
- It offers an experience that encompasses the digital and the real worlds, the relationship between private and public networks.
- It offers interoperability of data and digital elements, for example, a virtual object from a video game can be given to a friend via Facebook.
One educational possibility of the metaverse is the creation of museums that house exhibitions on special topics and provide experiential content to visitors (Choi & Kim, 2017). Others relate to the design of learning experiences based in the metaverse. These require the creation of an avatar, an alter ego of the user that can interact with other avatars in a virtual world (Bailenson & Yee, 2005). The Horizon Report 2021 highlights the use of avatars for practising languages in a virtual environment. The avatar is connected to a chatbot, which provides answers to the students’ doubts (Pelletier et al., 2021). One pioneering study evaluated the social perception of people based on creating two avatars, one with the same facial appearance as the users and another with the same facial expressions and gestures. The results show that participants did not identify with the appearance of their avatar, while they did recognise themselves in the avatars that made the same facial expressions and gestures as them. Therefore, this behavioural realism plays an important role in the design of avatars to implement the metaverse (Park et al., 2021).
Challenges of the metaverse in education
The principal challenge lies in moving from a sophisticated but independent virtual reality environment to an integrated network of 3D virtual worlds or metaverse. This challenge underlines the need to progress in understanding of four areas that have an impact on education (Dionisio et al., 2013): 1. Realism (making users feel that they are immersed in an alternative dimension); 2. Ubiquity (establishing access to the system through digital devices and maintaining users’ virtual identities within the system); 3. Interoperability (allowing the creation and movement of 3D objects outside the system); and 4. Scalability (enabling efficient use of the system with massive numbers of users connected at once). From a practical viewpoint, the first experiments that have approached the metaverse have centred on reading and listening comprehension and written expression in languages (Garrido-Íñigo & Rodríguez-Moreno, 2013).
The metaverse offers many educational possibilities relating to the acquisition of cultural knowledge (Zheng, 2020). Accordingly, one key concept in the development of the metaverse is culture, which refers to the background and experiences of the people who form part of this dimension (Han, 2015) and encompasses two related concepts: who we are and how we live (Wang, 2001). Castells (2005, p. 405) argues for the necessity of a culture in the knowledge society based on establishing certain norms. He observes that this culture forms part of a system of real virtuality in which reality itself (the existence of people) is submerged in a scenario of virtual images, where appearances are not only on the screen through which the experience is communicated, but also become the experience. In this sense, it is fundamental to construct a culture or set of norms and values as a basis for communicating, working and being in the metaverse, an alternative reality in which the boundaries between the physical and the virtual are still vague and must be delineated with precision to protect users’ identities. Accordingly, Smithson (2022) suggests the need for an ethical code to develop the culture of the metaverse, based on five aspects:
Transparency of knowledge and opinions between consumers and creators of products based in the metaverse will help improve its functioning.
A scale of values that favours coexistence and relations between users.
The principle of inclusion is fundamental. The metaverse must be accessible and easy to use for everyone.
The avatars (or alter egos) are real people, and so harassment or fraudulent behaviour will be punished with temporary suspension of users from this space.
Ethics are the cornerstone that results in the design of programs and learning experiences that guarantee the confidentiality of the consumers.
<bold>C<sc>onclusions</sc></bold>
The Covid-19 pandemic resulted in teaching moving onto digital platforms, marking a turning point in the implementation of emerging technologies in the education of the future, where extended reality and the metaverse stand out for their relevance, interest and impact on the teaching-learning process. Therefore, the fundamental aim of this study was to establish and evaluate the scientific contributions of extended reality (virtual reality, augmented reality and mixed reality) to the field of education, as well as the challenges the metaverse poses in the education of the future.
Regarding the concept of the three types of realities that make up extended reality, VR combines visual and sound effects to make users believe that they are in an environment that exists in reality. The fundamental objective of this reality is to address immersion in a virtual setting without foregoing presence or the subjective reaction of the users. These two concepts - immersion and presence - have guided later studies on augmented reality, which offers the possibility of physical interaction with virtual objects in the real world. AR has been bolstered by smartphones and tablets, which have facilitated its development in education. Mixed reality has emerged in an attempt to increase the degree of immersion and presence, incorporating virtual and real elements through a continuum of reality and providing an important precursor to the development of the metaverse, a 3D virtual world, that requires the creation of an avatar to interact with other avatars in a virtual world.
Regarding its application in the educational sphere, VR has centred on the design of laboratories in STEM subjects for carrying out simulations of experiments without any risk. Use of AR has spread to the area of mathematics, in order to explain concepts, and geography, to explore geographical settings through geolocation. The implementation of mixed reality has involved refining laboratory tests in the sciences through modifying and augmenting graphics, as well as teaching concepts about outer space in the field of astronomy. It has also involved a notable advance in the development of new methodological proposals, such as serious games.
With regards to the advantages and disadvantages of extended reality, virtual reality offers a greater sensation of immersion and presence than traditional methodologies, but the cost of the equipment needed to implement quality experiences in educational centres is high. Augmented reality favours students’ motivation towards learning, even though teachers do not have the necessary training to implement it in educational practice. Mixed reality, for its part, promotes the development of diverse methodological strategies, even though advances in the fields of technology and pedagogy have followed parallel courses without interdisciplinary collaboration to progress in knowledge about the possibilities of MR in education.
There are four major challenges to develop extended reality in the educational sphere (Fernández, 2021; López-Rupérez, 2020; NEPT., 2017):
- The major investment centres need to make to implement VR and AR to enable the creation of new learning experiences in digital laboratories.
- Personalised education, which takes into account the starting point of each student so that the pace of learning and the focus of the teaching are organised in accordance with the students’ individual needs.
- Integration of active methodologies and emerging technologies, which entails the development of methodologies such as flipped classroom in which students prepare the lesson plan before a class and spend class time delivering this content.
- The search for meaningful learning, that does not regard emerging technologies as an end in themselves but also as a tool in the service of teachers and students to improve the teaching-learning process.
These challenges affect the development of the metaverse, which is destined to be revolutionary in the fields of new technologies, communication and education. In this new reality, it is necessary to design an avatar, which represents the user and interacts with other avatars to communicate, work and collaborate, thus opening up many possibilities in e-learning and transcending temporal and geographical barriers. Three aspects will be important in future research:
Development of the metaverse could blur the boundaries between the real and virtual worlds. This suggests there is a need to design and develop an ethical code to acts as a guide to using the metaverse with greater safely. It is not a matter of this “alternative” reality supplanting reality itself. Instead it is perceived as a new continuum of the virtually improved reality, which opens new possibilities in the teaching-learning process.
This ethical code favours the development of a culture, that involves designing and implementing norms that acquire a meaning in the metaverse and become consolidated with experience. Two fundamental aspects of this ethical code are the principle of inclusivity and values that favour the development of relationships between users.
Protecting users’ identities. Creating an avatar involves defining an alter ego, which combines a series of physical and/or personality features that define us as individuals in the metaverse and differentiate us from other avatars. This situation imposes a need to guarantee the confidentiality of personal data.
In conclusion, it can be asserted that the shift from extended reality to the metaverse in e-learning involves a different approach, insofar as immersion and presence comprise a means of improving the teaching-learning process, while in the metaverse they represent an end in themselves, in a virtually improved reality. Greater interdisciplinary collaboration between the fields of technology and research in education is needed to ensure that the implementation of the metaverse in e-learning results in improvements to teaching and learning.
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