Se denominan textiles electrónicos o e-textiles a los “artefactos de tela que incluyen computadoras integradas y otros dispositivos electrónicos” (Peppler, 2013, p. 38). La creación de estos artefactos está asociada al área de las tecnologías vestibles que tradicionalmente ha estado reservada para científicos, ingenieros textiles, profesionales de la salud y pioneros en las artes y el diseño de moda (Ryan, 2014). Este campo multidisciplinar surge de las investigaciones realizadas en la década de los noventa en el ámbito del diseño de interacción aplicado a lo vestible, y se caracteriza por utilizar novedosos materiales flexibles, conductores e inteligentes, con los cuales se pueden conseguir resultados muy visuales y estéticos (Berzowska, 2005; Orth et al., 1998). En la creación de estos artefactos se une la ingeniería y la computación para crear computadoras que sean "suaves, coloridas, accesibles y hermosas" (Buechley et al., 2013, p. 1), permitiendo la posibilidad de combinar el arte y la expresión creativa con la ingeniería, adentrándonos en dominios de conocimiento como la programación, el trabajo manual y la electrónica (Kafai et al., 2019).

Dicho campo era complejo e inaccesible hasta finales de los años 90, pero alrededor del 2006 la eclosión del movimiento maker y la filosofía Do it Yourself (DIY) permitió su democratización (Posch y Fitzpatrick, 2021; Perner-Wilson y Buechley, 2013). La cultura maker surge en los Estados Unidos y se populariza a nivel global a través de las Maker Faires (Dougherty, 2013). Los makers (Hatch, 2014) realizan actividades que consisten en construir cosas en espacios de aprendizaje colaborativo tanto físicos como digitales, y sus proyectos están asociados con el uso de las impresoras 3D, la robótica o los e-textiles, entre otros (Anderson, 2012). La educación maker defiende el hacer (o crear/construir) como una forma de aprender (Peppler y Bender, 2013) y destaca por contribuir a las denominadas habilidades del siglo XXI (González-Pérez y Ramírez-Montoya, 2022). Las raíces de este movimiento se asocian con la teoría construccionista de Papert (1980), y a su vez, con las teorías constructivistas del aprendizaje (de clásicos como Piaget, Vygotsky o Dewey).

En el desarrollo y construcción de los e-textiles se crean artefactos electrónicos que pueden ser vestibles o que incluyen circuitos u ordenadores programables, lo que favorece el aprendizaje, puesto que se crea un artefacto personalmente significativo (Papert y Harel, 1991).

En los últimos años, la construcción de medios digitales y el aprendizaje de la electrónica se han vuelto accesibles para todos los públicos (Spina y Lane, 2020), favoreciendo que los e-textiles aplicados a la educación se conviertan en un interesante recurso didáctico para trabajar la educación STEAM.

La educación STEM parte de un modelo integrador que facilita el aprendizaje desde la propia experiencia y que da respuesta a las exigencias propias del nuevo milenio (Tytler, 2020; Sanders, 2009). Gradualmente, y con el fin de añadir una perspectiva más creativa e innovadora, se integra el Arte, surgiendo así el término STEAM (Perignat y Katz-Buonincontro, 2019; Maeda, 2013; Yakman 2008). Entre las diferentes iniciativas propuestas que responden a este enfoque educativo destaca el aprendizaje basado en proyectos en el contexto de los e-textiles. Al considerarse el enfoque construccionista en el campo del STEAM, los e-textiles prometen ser un importante recurso didáctico que ofrece numerosas posibilidades para el desarrollo de una educación centrada en estas áreas (Kara y Cagiltay, 2023; Hughes y Morrison, 2018). En este sentido, entre otros aspectos, varios autores han demostrado que la creación de artefactos de e-textiles beneficia el desarrollo del pensamiento creativo y crítico (Lui et al., 2019; Peppler y Wohlwend, 2018) y favorece que el alumnado aprenda de manera novedosa sobre conceptos de circuitos eléctricos (Tofel-Grehl et al., 2017). Dadas sus características, diferentes autoras argumentan que representan una oportunidad para la expansión del aprendizaje de las ciencias de la computación (Jayathirtha y Kafai, 2019), incluyendo elementos de circuitos, el design thinking y las artes, desdibujando de esta forma los límites tradicionales entre disciplinas (Kafai et al., 2014). En esta línea, se señala este campo y sus aplicaciones a la educación como pieza clave para trabajar las materias STEAM (Fields y Kafai, 2023; Peppler, 2013) y fomentar el pensamiento computacional (Wing, 2006). En particular, porque la incorporación del diseño iterativo (Fields et al., 2019) ofrece el escenario de aprendizaje para que los estudiantes adquieran competencias en la asunción de riesgos que determinen el manejo del pensamiento computacional desde la base crítica.

Siguiendo a Papert (1980), los ámbitos de las ciencias del aprendizaje y la tecnología educativa se han centrado en que los estudiantes aprenden manipulando y creando objetos digitales. Esto se refleja en el uso de plataformas como, por ejemplo, TurtleStitch, que permite bordar lo que programas y crear proyectos en textiles. Los proyectos realizados por la comunidad representada, entre otros, por Margaret Low, han demostrado su potencial para que el alumnado adquiera competencias en diseño, matemáticas, arte y composición (Klimczak y Solomon, 2022). En esta línea, en el campo de los e-textiles han emergido numerosos kits de construcción que ofrecen diferentes enfoques para iniciarse en la programación, la electrónica y las STEAM. El uso de estos kits en el aula ofrece una mayor transparencia sobre el aprendizaje que los kits de construcción de robótica (Kafai et al., 2014). Buechley (2006) diseñó el kit LilyPad con el objetivo de ampliar la participación en las ciencias de la computación.

El kit LilyPad fue diseñado de manera similar al kit LEGO Mindstorms (Resnick et al., 1988) e incluye una placa programable de bajo coste y código abierto basada en Arduino (Banzi, 2008), hilo conductor y diferentes sensores y actuadores adaptados para ser fácilmente cosibles al textil, lo que permite a los usuarios diseñar y crear sus propios e-textiles (Buechley et al., 2008). Existen otros kits similares como Flora, LilyTiny o EduWear que, al igual que LilyPad, enfatizan el acto de coser los circuitos y hacerlos visibles con la finalidad de que el usuario tenga una comprensión de la programación, la electrónica y los circuitos (Lovell et al., 2023; Schelhowe et al., 2013; Stern y Cooper, 2015). Otros kits pre-fabricados como i*CATch o Make Wear ofrecen un sistema de plug-and-play y son más amigables (Kazemitabaar et al., 2017; Ngai et al., 2013). Quilt Snaps y TeeBoard (Buechley et al., 2005; Ngai et al., 2009b) tienen como objetivo principal que el alumnado profundice en la experiencia computacional. Todos estos kits de construcción ofrecen una interesante nueva gama de herramientas y materiales, tanto para el profesorado como para el propio alumnado. Al demostrarse su valor educativo, los e-textiles se han convertido en una práctica competencial que está ganando importancia, constituyéndose como un campo potencialmente emergente de investigación educativa, la elaboración de materiales curriculares similares a los de la robótica educativa (Fields y Kafai, 2023; Hébert y Jenson, 2020) y aparición de libros con actividades adaptadas a los Estándares de Ciencias de la Próxima Generación (NGSS) americanos, pensados para que el profesorado lleve los e-textiles al aula (Peppler, Gresalfi et al., 2014; Peppler, Salen Tekinbas et al., 2014). Tras la reciente implementación en el aula del modelo STEAM y con el fin de mejorar el aprendizaje del alumnado, el uso de los e-textiles se ha ido integrando gradualmente en los contextos educativos a través de la creación de espacios de aprendizaje (Peppler, 2022; Martinez y Stager, 2013). Como indican Halverson y Sheridan “la gran promesa del movimiento maker en la educación es democratizar el acceso a los discursos de poder, para que los usuarios puedan convertirse en productores de sus propios artefactos, especialmente si estos artefactos están construidos con las tecnologías del siglo XXI” (2014, p. 502). Por todo ello, y pensando en los beneficios que este recurso educativo representa de cara a una formación científica y tecnológica a temprana edad, resulta necesaria la investigación de su uso en educación con estudiantes de 6 a 13 años.

La estrategia de búsqueda se inició con la selección de las palabras clave en los tres ejes conceptuales que configuran la RSL realizada (Tabla 1).

Tabla 1
Bases de datos, ecuaciones de búsqueda y resultados

Se emplearon bases de datos de reconocido prestigio, que albergan publicaciones de impacto, con el fin de garantizar que los estudios cumplan con los estándares de la comunidad científica, centrándonos en publicaciones con disponibilidad de texto completo. Consideramos el año 2006 como año de inicio de la revisión sistemática atendiendo a la publicación del artículo de Buechley et al. (2006) que hace referencia al potencial de los e-textiles en la educación. Los idiomas de publicación incluidos fueron el inglés y el español, dos de las lenguas mayoritarias en la Academia.

Los registros bibliográficos resultado de las búsquedas de cada base de datos se exportaron a un documento Excel. Desde este software se gestionó el listado de artículos, con una pestaña para el registro de cada una de las bases de datos y una pestaña con el global de publicaciones, donde se eliminaron manualmente los duplicados, obteniendo un total de 641 registros. El proceso de selección partió de la revisión de títulos y resúmenes de los documentos registrados. Atendiendo a los criterios de elegibilidad (Tabla 2), se incluyeron investigaciones en inglés que abordan el uso de los e-textiles para el aprendizaje STEAM en nuestro rango de estudio; excluyéndose artículos publicados fuera del período establecido (2006-2021). Posteriormente se comprobó si el texto completo era accesible. En este punto se excluyeron 17 documentos (Figura 1).

Tabla 2
Criterios de inclusión/exclusión de la RSL

Los documentos seleccionados en función de los criterios de elegibilidad pasaron a la segunda fase de cribado, en los que se eliminaron publicaciones en las que los e-textiles se emplean como tecnologías de comando y control (p.ej. relojes inteligentes, lectores cerebrales etc.), investigaciones centradas en el desarrollo profesional del profesorado y aquellas relacionadas con los e-textiles que no centran su foco en esta tecnología. Se excluyeron trabajos que no abordaban los e-textiles en el aprendizaje de estudiantes en el rango de edad establecido. En esta fase se excluyeron 453 documentos, arrojando 30 publicaciones que cumplen los criterios de inclusión/exclusión definidos previamente. A ellas se incorporan, como literatura gris, 5 artículos incluidos en un libro-compilación de los referentes del campo de los e-textiles (Buechley et al., 2013), lo que resultó en 35 trabajos seleccionados para realizar el análisis de contenido (Figura 1). Los artículos encontrados fueron revisados por dos investigadoras: la primera autora revisó todos los resultados, mientras que el resto de las autoras revisaron, de forma independiente, un tercio de los artículos cada una de ellas, poniendo en común, posteriormente, todas las valoraciones de cada miembro del equipo de investigación. En aquellos documentos que plantearon dudas entre las investigadoras, se repitió el proceso de análisis.

Figura 1
Diagrama de flujo PRISMA 2020 (Haddaway et al., 2022)

Los documentos seleccionados se analizaron atendiendo a los tres ejes del estudio: la tecnología digital (los e-textiles como recurso), el enfoque metodológico y el contexto educativo, a través del método de análisis crítico de contenido (Newman y Gough, 2020). En un primer momento se realizó un análisis bibliométrico de la producción científica recogida en la RSL. Este análisis muestra la relación de autorías, la distribución geográfica, los años de producción y las características de la investigación en el campo de los e-textiles para el aprendizaje en educación primaria. En una segunda fase, las preguntas de investigación generaron una serie de categorías de análisis, incluyendo información sobre hardware, software, metodología, proyecto, contexto educativo y edades involucradas. Dos investigadoras, de manera individual, codificaron manualmente todos los estudios atendiendo a las categorías de análisis. En caso de discrepancia entre las investigadoras, la codificación se resolvió mediante el doble análisis del resto de investigadoras.

Las 35 producciones científicas que conforman la muestra de estudios de la revisión sistemática apuntan al año 2013 como momento de eclosión de la literatura sobre e-textiles en el ámbito educativo (Figura 2a). Encontramos un primer artículo en el año 2009, pero es a partir de 2013 cuando se evidencia una publicación anual con mayor regularidad sobre esta temática. Los datos revelan que Estados Unidos es el país con mayor producción (Figura 2b), siendo Kafai, Searle y Ngai las autoras con mayor producción (Figura 2c). En el cómputo total referido a la autoría dominan las mujeres (55,1 %), teniendo firma femenina como primera autora 29 de los 35 trabajos, lo que evidencia que la temática es un área de crecimiento en donde los estudios están conformados por equipos liderados por mujeres.

Figura 2
a) Años de publicación. b) Países de referencia de las propuestas educativas con e-textiles. c) Autoras más representativas

En lo que respecta al diseño metodológico, la investigación sobre e-textiles en educación se aborda principalmente a través de diseños cualitativos (61,8 %), destacando el estudio de caso (Figura 3). Cabe señalar la alta producción de experiencias compartidas en congresos.

Figura 3
Diseño metodológico de investigación de la producción sobre e-textiles para el aprendizaje

Áreas STEAM y Tecnologías para trabajar con e-textiles en educación primaria

La RSL pone de manifiesto que el 75 % de los proyectos que se abordan en las publicaciones revisadas se crean con un kit de e-textiles utilizando una placa programable (Tabla 3). De ellos, el kit LilyPad es el preferido en las experiencias en este campo (77,8 %). Con base en el cruce de datos derivados de la metasíntesis, dicho kit se presenta como una alternativa a la enseñanza de la robótica educativa y rompe con los estereotipos de género o etnia en torno a las herramientas y el diseño de artefactos digitales (Jayathirtha y Kafai, 2020). Diferentes estudios analizados concluyen que ayuda a reducir la brecha de género (Buechley 2010; Buechley et al., 2013; Erete et al., 2016; Keshwani et al., 2016; Lau et al., 2009; Nugent et al., 2019; Rigden et al., 2019; Kafai et al., 2014; Searle y Kafai, 2015b; Weibert et al., 2014) y a disminuir la representación de minorías (Richard et al., 2018; Searle y Kafai, 2015a) en los ámbitos científico y tecnológico. Los estudios revelan que el trabajo con e-textiles en la etapa de educación primaria privilegia el lenguaje de programación por bloques, presente en dos tercios de las publicaciones revisadas; especialmente en los últimos niveles de educación primaria, involucrando, mayoritariamente, a alumnado de entre 11 y 13 años (Tabla 3). Este resultado coincide con la mayoría de los estudios revisados en la metasíntesis (87 %) en los que se involucra a estudiantes de entre 11 y 18 años.

Tabla 3
Relación de tecnología empleada, recursos electrónicos y franja de edad

También se recogen varios estudios que abordan el potencial de otras plataformas, tanto comerciales como no comerciales, para la creación de e-textiles. Guler y Rule (2013), exploran el potencial del kit de Invent-abling que permiten construir circuitos analógicos con el fin de abordar la desigualdad de género en las herramientas de aprendizaje STEM. Ananthanarayan y Boll (2020) concluyen que el uso de Calliope posibilita la creación de situaciones de aprendizaje que permiten fomentar el proceso creativo a la vez que iniciarse en entornos de programación. Además, diferentes autores exploran el uso educativo de kits de estilo plug-and-play que no requieren de costura. Este tipo de kits están diseñados para la creación rápida de prototipos de e-textiles y favorecen el aprendizaje iterativo y exploratorio. Koushik et al. (2017) exploran el potencial educativo del kit Snappable Sensors que permite acercarse a la aritmética y al análisis de datos. Ngai et al. (2009a) diseñan el kit i*CATch con el objetivo de que los estudiantes puedan explorar conceptos computacionales en menos tiempo y concluye que este kit se puede usar en una amplia gama de niveles académicos. Por su parte, Schelhowe et al. (2013) presentan el kit de construcción de e-textiles EduWear que demostró ser válido para que el alumnado adquiera más confianza al tratar con la tecnología, pudiendo vincular sus propias creaciones y las tecnologías presentes en su entorno.

Se destaca, asimismo, el uso de kits que permiten incorporar materiales flexibles y conductores con el objetivo de diseñar videojuegos y mandos vestibles. Kafai y Vasudevan (2015) y Vasudevan et al. (2015) investigan el uso del kit Makey Makey concluyendo que ofrece nuevas oportunidades de aprendizaje sobre conceptos computacionales y desarrolla habilidades de creación y expresión personal. Markvicka et al. (2018) examinan un kit de bajo coste creado a partir de materiales comerciales y concluyen que permite a los estudiantes iniciarse en el campo de los e-textiles, a la vez que ofrece la oportunidad de utilizar su creatividad artística dentro de un contexto técnico. En esta línea también destacamos las investigaciones de Lo et al. (2013) que analizan el uso del software educativo I*Chameleon como interfaz multimodal para crear proyectos de e-textiles, especialmente interesante para el rango de edad contemplado en esta RSL. También se observa el uso de los e-textiles como una tecnología para crear nuevos recursos para el aprendizaje. Recursos educativos con los que el alumnado puede interactuar para favorecer la comprensión de conceptos complejos (Norooz et al., 2015; Peppler y Danish, 2013).

Para concluir este apartado, consideramos necesario dirigir la mirada a los retos del s. XXI que enlazan con los desafíos a los que se van a enfrentar los estudiantes en nuestro rango de edad. Los estudios analizados evidencian que el trabajo con e-textiles utilizando el lenguaje de programación por bloques, aplicando principios de ingeniería, circuitos o diseño, potencian la dimensión competencial del aprendizaje. Las áreas STEAM facilitan el compromiso entre situaciones de equidad, el aprovechamiento crítico y responsable de la cultura digital y la valoración de la diversidad cultural desde los procesos creativos inherentes en los e-textiles.

Enfoques metodológicos para integrar los e-textiles en educación primaria

Los trabajos revisados evidencian tres enfoques con relación a la metodología educativa empleada en el proceso de enseñanza y aprendizaje con e-textiles (Tabla 4). Por un lado, las publicaciones con experiencias innovadoras que despierten los intereses del alumnado en materias científicas y tecnológicas o talleres centrados en seguir instrucciones o guías paso a paso propias del aprendizaje Do it Yourself, donde el resultado son proyectos iguales, o similares por estar customizados por los integrantes de dichas formaciones (44 %), que son la tendencia mayoritaria.

En algunos casos se favorece el uso de plantillas tipo ficha (Searle y Kafai, 2015a, 2015b) para motivar e iniciar al alumnado consiguiendo que este se interese por realizar proyectos personalmente relevantes. Por otro lado, encontramos propuestas que se abordan con metodologías activas (36 %). Finalmente, se muestran trabajos que se hallan en un punto intermedio del continuum, que apuntan que a través de la metodología mixta, en la que en una primera fase se propone una actividad con instrucciones paso a paso, prototipos, modelos, tutoriales y plantillas que guían el proceso, en algunos casos incluso se presentan módulos pre-fabricados (Ngai et al., 2009a; Ngai, Chan, Leong et al., 2013; Ngai, Chan y Ng, 2013), para, posteriormente, en una segunda fase de la formación, ofrecer espacios para desarrollar la creación libre y personalización de artefactos.

Tabla 4
Enfoques metodológicos de las propuestas con e-textiles

Atendiendo a los artefactos construidos por el alumnado analizado desde el enfoque metodológico, observamos que desde las propuestas dirigidas la mayoría de las creaciones se centran en brazaletes luminosos (Ball et al., 2017; Del Valle-Morales et al., 2020; Erete et al., 2016; Nugent et al., 2019; Peppler y Glosson, 2013) y peluches interactivos (Kuznetsov et al., 2011; Pedersen et al., 2020; Rode et al., 2015; Weibert et al., 2014). Mientras que las propuestas que se basan en metodologías activas son más diversas, incluyendo, principalmente, mandos de videojuego textiles (Kafai y Vasudevan, 2015; Lo et al., 2013; Vasudevan et al., 2015) y múltiples diseños de vestibles con sensores, musicales y luminosas (Ananthanarayan y Boll, 2020; Buechley, 2013; Kafai et al., 2014; Schelhowe et al., 2013; Trappe, 2012).

Contexto educativo desde el que se aborda el aprendizaje de e-textiles en educación primaria

Los resultados muestran una variedad de ecosistemas educativos (Tabla 5), siendo la educación no formal la más recurrente en las propuestas analizadas (71,4 %). Observamos una gran cantidad de estudios de educación no formal que, si bien son intencionados y planificados, se realizan fuera del ámbito de la escolaridad obligatoria, siendo las actividades extraescolares o clubs de computación (44 %) y los talleres (40 %), los contextos privilegiados para desarrollar espacios formativos, no formales, que aborden los e-textiles con estudiantes de 6 a 13 años.

Si analizamos los artículos seleccionados que se refieren al ámbito formal, existen diferentes perspectivas para su inclusión en la escuela. Desde quienes proponen adaptar los e-textiles a los estándares educativos americanos (Ball et al., 2017), ya que apoyan el aprendizaje significativo y facilitan la comprensión de conceptos complejos y abstractos de ciencias; a quienes apuestan por incluirlos en asignaturas optativas o asignaturas de historia y cultura, de manera transdisciplinar, para favorecer la inclusión y participación de minorías con menor interés en las ciencias de la computación. Este enfoque interdisciplinario ayuda a fomentar en el alumnado una visión más integral del mundo que los rodea. (Kafai et al., 2014; Nugent et al., 2019; Rigden et al., 2019; Searle y Kafai, 2015a, 2015b). En esta línea, Rigden et al. (2019) con el programa Femineer ™ y Nugent et al. (2019) con el programa Nebraska WearTec proponen los e-textiles como recursos didácticos como alternativa o complemento a la robótica educativa para inspirar y empoderar al alumnado, y en particular a niñas y minorías, para que sigan una carrera STEM.

Tabla 5
Contexto de aprendizaje de prácticas con e-textiles