RIDE. Revista Iberoamericana para la Investigación y el Desarrollo Educativo
Diagnóstico de incorporación de herramientas digitales en la Educación Arquitectónica
Dec 31 2024
Resumen
La Educación Superior en Arquitectura enfrenta desafíos debido a la constante evolución de las herramientas digitales en esta área. Se examinó la incorporación de herramientas digitales en la Licenciatura en Arquitectura de la Universidad Autónoma de Querétaro, México, para identificar las condiciones que permitan la construcción de un marco pedagógico para una incorporación oportuna y eficiente. Se utilizó un método mixto bajo el Diseño de Triangulación Concurrente. Los análisis fueron cuantitativo, exploratorio, descriptivo, transversal, y cualitativo, de acuerdo con la Teoría Fundamentada. Los resultados mostraron que las redes sociales son importantes medios de aprendizaje y actualización; y el aprendizaje autodidacta prevalece entre los estudiantes. La manera en que los estudiantes incorporan herramientas digitales depende del proceso de diseño. Se observó una preferencia por las herramientas digitales sobre las técnicas tradicionales, y se recomendó una integración gradual. Se requiere de la percepción del profesorado para desarrollar un modelo pedagógico contextualizado integral.
Introducción
La integración de tecnologías en el ámbito educativo ha sido un tema de estudio frecuente, más aún con las recientes innovaciones tecnológicas que impactan sectores muy específicos de la educación, tal es el caso de la Educación Superior en Arquitectura, la cual históricamente ha tenido una evolución y adaptación considerable en cuanto a la incorporación de herramientas digitales que apoyan al diseño y a la comunicación gráfica.
En el caso de Building Information Modeling (Modelado de Información para la Construcción, por sus siglas en inglés - BIM), el desarrollo de las habilidades en esta área puede potenciar las capacidades de resolución de problemas de los estudiantes, preparándolos mejor para enfrentar los desafíos del diseño (Hossain y Bin, 2022). También la integración de la tecnología de impresión 3D en el proceso de enseñanza es un medio para mejorar la percepción de los estudiantes (Boumaraf y İnceoğlu, 2020).
Se ha observado que tecnologías como la realidad virtual (RV) pueden ser una herramienta importante para la mejora del aprendizaje (Radianti et al., 2020). Además, la RV permite la generación de nuevas metodologías de enseñanza-aprendizaje (Bashabsheh et al., 2019; Fromm et al., 2021; Hajirasouli y Banihashemi, 2022) y es considerada como una herramienta positiva para la comunicación del proyecto arquitectónico (Redyantanu y Asri, 2021). Al igual que la realidad aumentada (RA), que puede conducir a mejores resultados de aprendizaje, tomando en cuenta las habilidades de rotación mental (Krüger et al., 2022).
No obstante, la introducción de estas tecnologías en la educación arquitectónica presenta desafíos significativos. El software de visualización, que solía ser una herramienta para enseñar habilidades, ahora es un objetivo tanto para los profesores como para los estudiantes, y su uso generalizado ha afectado negativamente su imaginación y creatividad (Mahmoud, 2020). Asimismo, la creatividad de los estudiantes puede verse afectada por ciertas características de algunas tecnologías, por ejemplo, sistemas de representación como BIM, el cual, se basa en relaciones físicas y reglas constructivas estrictas, lo que puede dificultar la creatividad y la innovación en el diseño arquitectónico debido a su rigidez (Castelo-Branco et al., 2022).
El problema de la implementación de estas herramientas digitales es la posible dependencia de los estudiantes en el uso de software, que puede limitar su capacidad de pensar de manera creativa y flexible. Lo cual es sumamente importante en el contexto de la arquitectura, donde la capacidad de innovar y crear es fundamental. El enfoque en estas herramientas podría resultar en una formación que priorice la eficiencia y la precisión a expensas de la creatividad.
Si bien se han realizado estudios sobre la integración de tecnologías digitales en la educación arquitectónica a nivel mundial, existe una carencia de investigaciones que aborden cómo estas herramientas se utilizan y se integran en programas de estudio específicos en México. De tal forma que la comprensión es limitada en relación a cómo estas tecnologías impactan el proceso de enseñanza-aprendizaje en contextos locales, y si las metodologías pedagógicas empleadas son las más adecuadas para el aprovechamiento de los beneficios de estas tecnologías. Sin una visión clara de cómo estas tecnologías afectan tanto el proceso de enseñanza como los resultados de aprendizaje, existe el riesgo de una incorporación tecnológica que no esté alineada con las necesidades y contextos específicos de los estudiantes y profesores.
Al respecto, existe la necesidad de analizar el estado actual de la incorporación de herramientas digitales enfocadas a la arquitectura, en particular las tecnologías de representación gráfica, en un contexto educativo específico para comprender a profundidad cómo integrarlas a partir de un enfoque pedagógico, en beneficio del proceso enseñanza- aprendizaje de la educación arquitectónica. De esta forma, la investigación tuvo lugar en el plan de estudios (PE) de la Licenciatura en Arquitectura de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ), a partir de la siguiente pregunta de investigación: ¿cuál es el estado actual de la incorporación de herramientas digitales en las asignaturas de representación gráfica de la Licenciatura en Arquitectura de la UAQ? El objetivo principal fue analizar y comprender cómo se utilizan las herramientas digitales en las asignaturas relacionadas con la representación gráfica dentro del PE de la Licenciatura en Arquitectura en la UAQ. Al identificar las fortalezas y limitaciones del enfoque actual, se podrán diseñar intervenciones educativas más efectivas que promuevan la competencia técnica, la creatividad y la innovación.
Materiales y métodos
En el campo de la educación arquitectónica, las prácticas y experiencias son muy diversas, por lo que la utilización del método mixto permite la obtención de un panorama detallado y preciso. Se utilizó el diseño de investigación para métodos mixtos llamado Diseño de Triangulación Concurrente (DITRIAC), en el cual la recolección y análisis de datos cuantitativos y cualitativos se lleva a cabo de manera simultánea. Los análisis se efectúan por separado y al final se realiza una validación cruzada entre los datos cuantitativos y cualitativos (Fig. 1). Los resultados se comparan y discuten a profundidad en la etapa de interpretación (Hernández et al., 2014).
El contexto de estudio fue el PE de la Licenciatura en Arquitectura de la UAQ, en específico los procesos de enseñanza aprendizaje vinculados con las tecnologías de representación gráfica. El PE se estructuró de acuerdo con el análisis de las necesidades de la región en su momento, así como en los antecedentes propios de la carrera desde sus inicios. El PE de la Licenciatura en Arquitectura se divide en siete áreas del conocimiento: Diseño y proyectos, Tecnología, Teoría e Historia, Comunicación, Urbano ambiental, Gestión y Formación integral.
Las asignaturas del eje de Comunicación buscan que los estudiantes desarrollen competencia en el lenguaje gráfico, escrito y oral en arquitectura para comunicar proyectos con precisión y con la terminología técnica, aspectos que corresponden con los lineamientos que establece la Acreditadora Nacional de Programas de Arquitectura y Disciplinas del Espacio Habitable A.C. (ANPADEH, 2024), el cual es el organismo acreditador de programas académicos de Educación Superior en Arquitectura en México.
Las asignaturas de este eje que se incluyeron en la investigación fueron Geometría descriptiva, Dibujo técnico, Expresión gráfica, Taller de maquetas y Herramientas digitales para la arquitectura I. Estas se cursan de primero a tercer semestre, de diez que componen el PE. La asignatura de herramientas digitales es seriada en tercer, cuarto y quinto semestre. El resto de asignaturas en este eje son difusión del proyecto, seminario de investigación y seminario de titulación.
La población objeto de estudio fueron los estudiantes de la Licenciatura en Arquitectura de la Universidad Autónoma de Querétaro inscritos en las materias del eje disciplinar de Comunicación: Geometría Descriptiva, Dibujo Técnico, Expresión Gráfica, Taller de maquetas, Herramientas digitales para la arquitectura I de primer a tercer semestre del periodo 2023-2.
El marco muestral cuantitativo y cualitativo se determinó de acuerdo con los siguientes factores: la capacidad de recolección y análisis, y la comprensión y naturaleza del fenómeno. Se consideraron los tamaños de muestra mínimos para estudios cuantitativos y cualitativos de acuerdo con los tipos de estudio transeccional descriptivo y teoría fundamentada con un mínimo de 30 casos como tamaño mínimo de muestra sugerido para la rama cuantitativa, y de 20 a 30 casos para la rama cualitativa (Hernández et al., 2014).
De esta manera, el muestreo a utilizar en el método mixto para ambos enfoques fue el muestreo no probabilístico por conveniencia, en el cual fueron seleccionados 30 casos, seis estudiantes inscritos en cada una de las asignaturas que comprende el estudio, los cuales fueron participantes voluntarios que respondieron a la invitación abierta realizada de manera presencial a través de una plática en su aula de clase. La muestra utilizada en el estudio cuantitativo y en el estudio cualitativo es la misma, es decir, se trata de una única muestra que participa en ambos enfoques.
Investigación cuantitativa
Dentro del ámbito de la investigación cuantitativa, se desarrolló un estudio de tipo transeccional, descriptivo y exploratorio, el cual estuvo enfocado en describir las características del fenómeno de estudio. Se diseñó un cuestionario de 25 preguntas, con 13 preguntas cerradas de opción múltiple, seis preguntas de multirrespuesta y seis preguntas abiertas. La fiabilidad del instrumento fue comprobada de forma cualitativa por tres expertos, que de manera independiente evaluaron la relevancia, pertinencia y congruencia de las preguntas con las variables a medir, así como la claridad y tendenciosidad en la redacción. Las preguntas que obtuvieron total aprobación por parte de los expertos se incluyeron en el cuestionario, aquellas que fueron totalmente rechazadas se eliminaron, mientras que las preguntas con aprobación parcial fueron revisadas y reformuladas para ser validadas nuevamente. Se efectuó una prueba piloto y se realizaron los ajustes. Los cuestionarios fueron aplicados de octubre a noviembre de 2023 de manera física en formato impreso.
Investigación cualitativa
Para la investigación cualitativa, el método implicó sumergirse en los datos recabados y en la búsqueda de clasificaciones, codificaciones y comparaciones de acuerdo con el enfoque de la Teoría Fundamentada (Hernández et al., 2014), con este análisis se busca explicar la realidad e interpretarla. Se diseñó un guión de entrevista grupal semiestructurada dirigido a los estudiantes. La elaboración y aplicación siguió las etapas de la investigación con entrevistas, se inició con la organización temática, diseño y realización de la entrevista. Posteriormente su transcripción, análisis, verificación y redacción del informe (Kvale, 2007).
El análisis comenzó con la codificación abierta, la cual consiste en seccionar los datos en palabras, frases y oraciones para la identificación de categorías y sus propiedades (Hernández et al., 2014). Es decir, se asignaron descriptores, conocidos como códigos, a la información obtenida en las entrevistas. Los códigos y categorías fueron clasificados y comparados hasta alcanzar la saturación, después se continuó con la codificación axial, para finalmente realizar la codificación selectiva, en la que se llegó a la categoría central.
La categoría central es el código que proporciona explicación y coherencia a todos los datos y sus interrelaciones, “explica la mayor variabilidad en el patrón de comportamiento social objeto de estudio” (Carrero et al., 2012, p. 35). La categoría central se determinó a partir de los criterios: relación con otras categorías, frecuencia en los datos, inclusión y vinculación a otras, claridad de sus implicaciones, y finalmente contribución y aplicación (Hernández et al., 2014).
Resultados de la investigación cuantitativa
Las herramientas digitales que utilizan los estudiantes en sus clases corresponden en su mayoría a herramientas educativas (33%) y herramientas de comunicación e interacción (31%), y en menor medida a software de diseño (23%) y herramientas de análisis de datos (10%). Sólo 2% de los estudiantes señaló que no utiliza ninguna herramienta digital en sus clases.
La mayoría de los estudiantes aprendió a utilizar estas herramientas digitales principalmente de manera autodidacta (77%) y el resto aprendió a través de capacitación formal que recibió en la escuela.
Al respecto, 67% de los estudiantes mencionó no haber enfrentado algún desafío al utilizar herramientas digitales en sus clases, sólo 23% afirmó que sí y 10% que tal vez. La manera en que han superado los desafíos a los que se han enfrentado con la utilización de herramientas digitales ha sido a través de preguntar a compañeros o profesores, así como buscar información en Internet, en tutoriales de YouTube o cursos en línea. Mencionaron como desafío no contar con un equipo de cómputo, y para resolverlo tuvieron que comprar uno nuevo. Algunos consideraron que otro desafío es que el tiempo de la clase no es suficiente para resolver dudas.
Los estudiantes prefirieron la representación gráfica digital (43%). Entre las razones de su elección señalaron que la representación gráfica digital proporciona mayor exactitud en los trazos, y consideran que es más rápida y fácil. En segundo lugar, prefirieron ambas, la representación gráfica digital y la representación gráfica manual (33%), debido a que la utilización de ambas técnicas de representación permite complementarse entre sí. Y en último lugar, prefirieron la representación gráfica manual (23%) principalmente por la libertad que les proporciona dibujar a mano y porque aún no tienen nociones de dibujo digital.
La elaboración de planos (31%), la elaboración de bocetos y croquis (29%), la realización de renders (16%) y modelos 3D (16%) son el tipo de trabajo en que los estudiantes utilizan con mayor frecuencia herramientas digitales de representación gráfica. En este sentido, 83% de los estudiantes consideró que las herramientas digitales sí han mejorado la calidad y precisión de sus trabajos, 13% cree que tal vez y el resto indicó que no.
Todos los estudiantes afirmaron que el dominio de las herramientas digitales es esencial para una exitosa carrera como arquitectos. La mayoría de los estudiantes (90%) mencionó que el dominio de estas herramientas requiere de tiempo significativo de práctica y 10% cree que tal vez.
Las herramientas digitales para arquitectura que los estudiantes indicaron como sus favoritas para utilizar en sus clases de la carrera fueron: 1. AutoCAD, 2. Revit y 3. Sketchup. Las prefieren porque son las más comunes, por su practicidad, porque son las que conocen y encuentran su interfaz fácil de manipular y aprender. Consideran que son interactivas y, además, no han tenido contacto con otras herramientas.
Como dispositivo digital favorito para utilizar en sus clases de la carrera, los estudiantes prefirieron la laptop (93%) por su practicidad y comodidad para transportar, por ser común, porque es el que tienen y porque pueden instalar varios softwares debido a su capacidad de almacenamiento, además de que el tamaño de la pantalla permite visualizar mejor el trabajo a realizar.
De acuerdo con los resultados, 93% de los estudiantes afirmó que sí conoce qué es la RV, 50% afirmó lo mismo para RA y sólo 20% indicó saber qué es BIM. En este aspecto, 93% de los estudiantes señaló que no ha utilizado o no es usuario de algún software específico de RV, RA o BIM.
La mayoría de los estudiantes (87%) afirmó que sí debería aprender a utilizar una aplicación de RV, RA o BIM y sólo 13% que tal vez. Asimismo, 63% de los estudiantes consideró que en mediano plazo serán usuarios de estas tres tecnologías, 33% mencionó que tal vez y 3% que no. A la mayoría de los estudiantes (90%) le gustaría incluir en mayor medida RV, RA o BIM en su programa universitario. Al respecto, 43% de los estudiantes indicó que el PE de la licenciatura sí promueve la utilización de ambas técnicas de representación digital y manual, 33% que tal vez y 23% que no.
En lo que respecta a la percepción de los estudiantes sobre su desarrollo profesional actual, se encontraron dos opciones principales, la primera fue que los estudiantes no reciben capacitación o formación continua para mantener actualizadas sus habilidades en herramientas digitales (40%), y la segunda que si reciben por cuenta propia (37%). Sólo 23% afirmó que recibe capacitación por parte de su institución educativa.
Los estudiantes comentaron que la utilización de herramientas digitales es una necesidad en la carrera, ya que ofrece ventajas en cuanto a la optimización del tiempo y de la eficiencia. Les resulta importante que se les enseñe a utilizar herramientas digitales de representación gráfica desde primer semestre, a manera introductoria para que, posteriormente, tengan una noción más sólida de su utilización, puesto que mencionaron que aprender al ritmo que llevan una herramienta digital les resulta difícil, cuando no están familiarizados con ella. Asimismo, proponen que la integración sea a la par o en combinación de los métodos tradicionales de representación gráfica para mejorar la creatividad y la generación de ideas.
Aunque los estudiantes consideraron adecuada la forma en que está estructurado el PE, les gustaría que el programa contenga más materiales virtuales de RV. Otro aspecto que visualizan, son las posibles afectaciones de estas tecnologías en un futuro en las técnicas tradicionales debido a su rápida evolución, por lo que consideran que este tema es relevante para abordar en el PE de la carrera.
Resultados de la investigación cualitativa
Se documentaron 121 minutos de grabación en audio de entrevistas grupales, realizadas de octubre a noviembre de 2023. Todas las grabaciones fueron transcritas al pie de la letra mediante procesador de texto. Cada transcripción se analizó en el software de análisis cualitativo Atlas.ti a partir de una lectura temática para su codificación abierta, en la cual se obtuvieron 14 categorías y 42 subcategorías (Tabla 1).
Después de la codificación abierta se realizó una lectura analítica para la codificación axial, a partir de la cual se elaboró una matriz para comparar los extractos de las entrevistas que correspondían con cada codificación. Con el análisis y comparación de cada texto se identificaron patrones para la reducción de categorías (Tabla 2).
Finalizada la codificación axial, se realizó la codificación selectiva, la cual consistió en la relación de las categorías reducidas con un eje central para la nueva categoría emergente. Con la codificación selectiva se encontró que la incorporación de tecnologías de representación gráfica depende de las etapas del proceso de diseño, es así que este concepto se convierte en la categoría emergente central (Fig. 2). De esta forma, se pueden distinguir dos etapas principales de este: 1. El proceso creativo (análisis conceptual) y 2. El proceso de desarrollo (elaboración esquemática a detallada).
Cada etapa se caracteriza por la utilización principal entre técnica de representación manual y técnica digital. Ambas técnicas describen la facilidad de la modificación, pero sus ventajas y desventajas cambian cuando se aplican al proceso de diseño:
- Existe facilidad de expresión, libertad y modificación del dibujo a mano cuando se requiere bocetar y representar ideas inmediatas, lo que se relaciona directamente con el desarrollo de la creatividad.
- Una vez que las ideas se consolidan, se requiere una representación de la ejecución de esas ideas, es decir, el proyecto. Este proceso va desde lo esquemático hasta lo detallado. Su realización se facilita a través de software de diseño debido a la precisión y visualización del dibujo digital.
Para los estudiantes, la utilización de herramientas digitales para la arquitectura representa la optimización de tiempo de dibujo, mientras que el trabajo manual lo relacionan con la parte creativa, y es que el trabajo creativo se basa en la intuición y en la sensibilidad del arquitecto, mediante la comprensión de contextos sociales, deseos del cliente y particularidades para cada proyecto (Chumpitaz, 2020).
Discusión
A partir de la triangulación de resultados de los métodos utilizados para la investigación (Tabla 3), se obtuvieron las siguientes conclusiones acerca del estado actual de la incorporación de herramientas digitales en las asignaturas enfocadas a la representación gráfica del PE de la Licenciatura en Arquitectura de la UAQ:
- Las redes sociales y los videotutoriales representan importantes medios de aprendizaje ubicuo y de actualización.
- El aprendizaje de las herramientas digitales por parte de los estudiantes se logra principalmente de manera autodidacta.
- Hay una preferencia notable hacia las herramientas digitales para la arquitectura sobre las técnicas tradicionales manuales, las principales razones son la precisión y la optimización de tiempo en el dibujo.
- Se reconoce la necesidad de aprendizaje de técnicas manuales tradicionales para la representación arquitectónica.
- AutoCAD, Revit y Sketchup son softwares que los estudiantes identifican como importantes en el área y con la necesidad de aprender.
- Tecnologías como RV, RA, BIM y aplicaciones de IA son percibidas como tecnologías que les gustaría incorporar en mayor medida en el PE de la carrera.
- Existe incertidumbre y especulaciones acerca del reemplazo de las técnicas tradicionales manuales por la utilización de software y aplicaciones de diseño.
- La incorporación de herramientas digitales para la arquitectura debe ser un proceso gradual desde primer semestre para lograr el dominio de las habilidades digitales. Esto debe hacerse sin descuidar el desarrollo de habilidades manuales y el propio proceso de diseño.
El estudio sobre la integración de redes sociales en la educación arquitectónica ha tomado relevancia en la búsqueda por fomentar la participación y el compromiso digital de los estudiantes de arquitectura en la educación híbrida en línea, a partir de un enfoque que reconoce el diseño como un proceso de interacción y experiencia, en el cual las redes sociales pueden mejorar los niveles de participación dentro del diseño pedagógico (Bakir y Alsaadani, 2022). Esto sugiere que las plataformas sociales pueden ser utilizadas estratégicamente para facilitar una mayor interacción entre los estudiantes, los profesores y el contenido educativo, para enriquecer el proceso de aprendizaje mediante nuevas formas de participación y colaboración.
El análisis realizado sobre la incorporación de herramientas digitales en el programa de la Licenciatura en Arquitectura de la UAQ coincide con la propuesta de un estudio que se efectuó sobre la integración de aplicaciones informáticas en 20 de las mejores escuelas de arquitectura internacionales y ocho departamentos de arquitectura en universidades egipcias, el cual reveló que 68% de estas aplicaciones se incluyen en el estudio de diseño, mientras que 32% se imparten como cursos independientes (Soliman et al., 2019). El estudio propone que integrar aplicaciones informáticas en todos los años de los planes de estudio sería más eficiente.
Conclusiones
La presente investigación de enfoque mixto permitió explorar a profundidad las condiciones de incorporación de herramientas digitales en un contexto educativo universitario de México, a través de la percepción de los estudiantes de arquitectura. Esta percepción indica que la incorporación de software de diseño, además de incluir la integración gradual semestral de acuerdo con las necesidades de los estudiantes, también está determinada por el propio proceso de diseño. La utilización de software de diseño depende de las características del proceso de diseño. Asimismo, su uso presenta limitaciones como la falta de conocimiento y las posibilidades que ofrece determinado software, sobre el cual se requiere inicialmente de tiempo para familiarizarse con él.
Dada la utilización de las redes sociales que los estudiantes realizan para su aprendizaje, se sugieren estrategias para fomentar una participación activa y continua en las clases, adaptándose a diversas modalidades educativas como presencial, virtual o híbrida. Esto incluye actividades que orienten el aprendizaje autodidacta y se alineen con el estilo de vida contemporáneo, en las que plataformas como Facebook, YouTube, TikTok e Instagram son elementos comunes de la vida diaria.
Es necesario incorporar herramientas digitales para la arquitectura de manera gradual en todos los semestres, especialmente al inicio de la carrera, para que los estudiantes adquieran nociones básicas y las dominen en años posteriores. Para lograr esta incorporación gradual, se requiere un marco pedagógico que guíe y modere su adecuada implementación. Este marco debe considerar el proceso de diseño, puesto que el desarrollo de las habilidades manuales debe persistir para el desarrollo de la capacidad creativa que interviene en la resolución de problemas. Por lo tanto, se requiere que los estudiantes desarrollen ambas habilidades, digitales y manuales, para hacer frente a las necesidades actuales de la industria de la construcción y edificación. De esta manera se puede garantizar que los futuros profesionales tengan una formación completa y versátil acorde con la realidad actual.
Futuras líneas de investigación
Es importante reconocer como limitaciones de esta investigación, la necesidad de la comprensión de las percepciones y roles de los profesores en la integración efectiva de herramientas digitales en la enseñanza de la arquitectura, así como las barreras que enfrentan al adoptar y utilizar estas herramientas en su práctica pedagógica. Por lo tanto, futuras investigaciones podrían considerar estas perspectivas para obtener una visión más completa de la incorporación de herramientas digitales en la educación arquitectónica.
Es fundamental desarrollar líneas de investigación que ofrezcan nuevos enfoques en el proceso de enseñanza aprendizaje de la arquitectura en la educación superior, en correspondencia con los avances tecnológicos actuales. Esto en cuanto a las herramientas digitales que pueden apoyar en el aprendizaje y la práctica del diseño arquitectónico, considerando las implicaciones que puede tener la disminución del uso de técnicas manuales y el impacto de una integración equilibrada entre técnicas manuales y digitales.
Resumen
Introducción
Materiales y métodos
Investigación cuantitativa
Investigación cualitativa
Resultados de la investigación cuantitativa
Resultados de la investigación cualitativa
Discusión
Conclusiones
Futuras líneas de investigación