Marco conceptual

Introducción

Las tecnologías digitales son fundamentales para mejorar los procesos de enseñanza y aprendizaje, fomentando la innovación, inclusión y el crecimiento personal. Este marco teórico se vincula a un modelo microeconómico para analizar los impactos de estas tecnologías en la educación.

Tesis

Las tecnologías digitales aumentan la eficiencia y eficacia del proceso educativo al mejorar el acceso a recursos, personalizar la enseñanza, y desarrollar competencias digitales.

Modelo

Consideremos un modelo básico donde una institución educativa (Ceibal) utiliza tecnologías digitales como un insumo en la función de producción de capital humano (habilidades y conocimientos de los estudiantes).

Modelo Microeconómico

Consideremos la siguiente función de producción educativa:

$$Q=f(T,H,C,L,E)$$

Donde:

$Q$ es el output educativo, medido en términos de rendimiento académico o nivel de competencias adquiridas por cada estudiante

$𝑇$ representa la tecnología (acceso a dispositivos, conectividad, uso de recursos educativos, plataformas digitales)

$H$ es el capital humano del grupo de docentes (su formación y habilidades pedagógicas)

$C$ es el capital social y cultural de los estudiantes

$L$ es el esfuerzo que desarrolla cada estudiante

$E$ son otros insumos educativos tradicionales (infraestructura física, libros).

Efecto de la tecnología en la función de producción

Podemos suponer que la tecnología $T$ aumenta la productividad marginal de los otros insumos. La función de producción educativa podría entonces tener la forma Cobb-Douglas:

$$Q=A\cdot T^{\alpha }\cdot H^{\beta }\cdot C^{\gamma }\cdot E^{\delta }\cdot L^{\lambda }$$

Donde $A$ es un factor de eficiencia, y $\alpha ,\beta ,\gamma ,\delta$ son los exponentes que reflejan la elasticidad del resultado con respecto a cada insumo.

Impacto de la Tecnología en la Educación

1. Acceso a la Información: La tecnología mejora el acceso a recursos educativos, lo que se traduce en una mayor productividad del capital humano.

$$\frac{\partial Q}{\partial T}=\alpha \cdot A\cdot T^{\alpha -1}\cdot H^{\beta }\cdot C^{\gamma }\cdot E^{\delta }\cdot L^{\lambda }$$

2. Personalización del Aprendizaje: Las plataformas digitales permiten adaptar el contenido a las necesidades de cada estudiante, mejorando así la eficiencia del input laboral.

$$\frac{\partial Q}{\partial L}=\gamma \cdot A\cdot T^{\alpha }\cdot H^{\beta }\cdot C^{\gamma }\cdot E^{\delta }\cdot L^{\lambda -1}$$

3. Competencias Digitales: La tecnología no solo aumenta el output educativo sino que también desarrolla competencias que mejoran el capital humano futuro.

$$H^{\prime }=\delta \cdot T^{\theta }$$

donde $H^{\prime }$ es el capital humano futuro y $\theta$ es la elasticidad del impacto de la tecnología en el capital humano.

Optimización del Output Educativo

El objetivo es maximizar $Q$ con respecto a $T$, $H$, y $L$, sujeto a un presupuesto $B$:

$$\text{Max }Q=A\cdot T^{\alpha }\cdot H^{\beta }\cdot C^{\gamma }\cdot E^{\delta }\cdot L^{\lambda }$$

$$\text{Sujeto a }{C}_T\cdot T+C_H\cdot H+C_C\cdot C+C_E\cdot E+C_L\cdot L\le B$$

donde $C_j$ son los costos asociados a cada input.

El modelo sugiere que una mayor inversión en tecnologías digitales (aumentar $T$) resulta en un incremento en el output educativo $Q$, siempre y cuando se mantenga un equilibrio óptimo con los otros inputs.

Hipótesis en el Modelo

Hipótesis 1: $\alpha >0$

A medida que aumentamos $T$ (acceso a tecnología), el output educativo $Q$ aumenta, manteniendo constantes otros insumos.

Hipótesis 2: $\alpha y\beta$ son complementarias

Es decir, la tecnología $T$ aumenta la productividad marginal de $H$ (capital humano del cuerpo docente).

Canales de Transmisión

Podemos desglosar $T$ en componentes específicos:

$$T=f(D,P)$$

Donde: $D$ es el acceso a dispositivos y conectividad.

$P$ representa plataformas digitales y recursos educativos.

La función de producción completa sería:

$$Q=A(DP{)}^{\alpha }{H}^{\beta }{C}^{\gamma }{E}^{\delta }$$

Set de Ecuaciones

Rendimiento Académico

$$\frac{\partial Q}{\partial T}=\alpha A{T}^{\alpha -1}{H}^{\beta }{C}^{\gamma }{E}^{\delta }$$

Este término refleja el cambio en el output educativo cuando se incrementa la tecnología.

Complementariedad entre Tecnología y Capital Humano:

$$\frac{{\partial }^{2}Q}{\partial T\partial H}>0$$

Sugiere que el aumento en la tecnología mejora la efectividad del capital humano.

Este modelo muestra cómo la tecnología, al interactuar con otros insumos educativos, puede mejorar significativamente los resultados de aprendizaje. Las ecuaciones reflejan cómo un aumento en el acceso a tecnologías digitales podría no sólo mejorar directamente los aprendizajes, sino también potenciar la eficacia del grupo de docentes y otros recursos educativos.

Tecnologías Digitales para la Educación (TDE)

Las TDE son un concepto genérico que abarca dispositivos, herramientas digitales, programas de formación y actualización docente, así como programas de aprendizaje estudiantil, autogestionado o supervisado, con el fin de facilitar los procesos de enseñanza y aprendizaje.¹

Sostenibilidad ambiental

El uso de las TDE tiene que considerar la perspectiva de la sostenibilidad ambiental, es decir, el ciclo de vida útil de los dispositivos, y cómo se optimiza su uso, re-uso, reciclaje y disposición final, para beneficiar al ambiente minimizando la generación de residuos.

Tener un plan con respecto a la sostenibilidad ambiental de las TDE ayuda desde varias perspectivas: por el efecto directo sobre el ambiente de la generación de residuos, y por el efecto indirecto de enseñar al alumnado a cuidar el ambiente en que vivimos.

Beneficio potencial de las TDE en el aprendizaje

Las TDE traen el mundo a nuestras manos. Tenemos la posibilidad de acceder de manera inmediata a una amplia variedad de recursos educativos y de apoyo, en múltiples formatos (audio, video, lectura, plataformas de aprendizaje escalonado).

Es posible personalizar el aprendizaje, adaptando el ritmo y el contenido a las necesidades de cada persona, incluso aquellas con necesidades especiales.

Las TDE tienen el potencial de aumentar la motivación estudiantil hacia el aprendizaje, por medio del uso de recursos multimedia y de aplicaciones interactivas. También fortalecen ciertas habilidades no cognitivas como la autonomía, la motivación y la responsabilidad.

Además del beneficio directo que brinda su uso, las TDE benefician indirectamente al desarrollar competencias digitales, útiles para relacionarnos con el mundo en que vivimos.

Beneficios en la enseñanza

Para las docentes, las TDE facilitan la colaboración y comunicación con estudiantes, familias e instituciones educativas.

Con respecto a las tareas de enseñanza, las TDE permiten una evaluación continua con retroalimentación inmediata.

Pero, no es oro todo lo que reluce. A cada beneficio potencial puede asociársele un riesgo.

Riesgos de las TDE

Si bien las TDE brindan acceso a información, son necesarias habilidades de pensamiento crítico para evaluar la calidad y pertinencia de la información.

Un uso excesivo de TDE puede afectar el desarrollo integral de la persona, al conducir al sedentarismo, perjudicar la vista, así como perjudicar la salud mental.

Por eso, el rol de la docente es muy importante, controlando la calidad del contenido, así como limitando su uso. Por ejemplo, las plataformas en línea pueden tener elementos distractores del aprendizaje. Agregar elementos innecesarios (luz, movimiento y sonido) puede resultar más adictivo que instructivo.

Centros Educativos

Es importante el rol institucional, protegiendo la seguridad y privacidad del alumnado.

Los dispositivos permiten la existencia de ciberacoso, y de que el alumnado acceda a contenido inapropiado (para su edad y criterio). Para las docentes, existe el potencial riesgo de depender excesivamente de la tecnología, sustituyendo a métodos tradicionales de enseñanza. Por otra parte, para un buen uso de las TDE es necesaria una actualización constante y permanente, lo que puede ir en detrimento de su integración a la currícula.

A nivel técnico

Los problemas técnicos de las TDE pueden desorganizar el normal funcionamiento de una clase. Si hay estudiantes que olvidan traer su dispositivo, o que no tiene carga, o que hay que reiniciarlo, o repararlo, se generan interrupciones en las clases y se desestimula su uso.

La asignación y el reemplazo de TDE requieren conocimiento y actualización permanente a nivel técnico. También llevan asociados costos no despreciables de implementación, mantenimiento y actualización.

Para los centros educativos, hay costos asociados a asegurar la conectividad e infraestructura tecnológica.

Dentro de las herramientas digitales, las plataformas de aprendizaje pueden distraer al alumnado con elementos ajenos al aprendizaje. Para las docentes, gestionar las plataformas puede resultar en una sobrecarga de trabajo. Los centros educativos enfrentan riesgos relacionados con la seguridad de datos, ya que pueden ocurrir violaciones de privacidad tanto de estudiantes como del personal. Además, las familias pueden confundirse ante la necesidad de entender y manejar a las plataformas tecnológicas. Las plataformas pueden recopilar datos personales sin el consentimiento de las personas.

Dentro de los programas de enseñanza / aprendizaje, un gran problema de los cursos en línea (MOOCs) es la deserción estudiantil debido a la pérdida gradual de motivación (posiblemente debida a la falta de apoyo de una persona real en el seguimiento del curso).

La realidad aumentada y virtual (AR/VR) es una tecnología interactiva cuyo acceso no está disponible para todas las personas, en parte debido a los altos costos de implementación, y en parte a la necesidad de capacitación en cuanto a su uso. También puede plantear problemas de accesibilidad a personas con necesidades especiales.

Las herramientas de IA replican sesgos existentes en la sociedad; las decisiones automatizadas resultan opacas y pueden ser difíciles de explicar.

Hay riesgos en cuanto a la fiabilidad del contenido digital, en parte con el avance de la inteligencia artificial, que puede llevar a la difusión de información incorrecta con visos de validez científica.

Hay una cuestión ética insoslayable sobre cómo se pueden utilizar los datos de rendimiento de estudiantes por parte de las plataformas, y el impacto que pueda tener luego en la vida laboral.

No es un área donde hayan consensos

El impacto de la tecnología digital en la educación va más allá de los logros académicos inmediatos, reforzando una cascada de efectos transformadores que trascienden las aulas y moldean la sociedad. Desde la promoción del desarrollo de habilidades esenciales para el siglo XXI (cada vez más digitalizado y virtual) hasta el impulso del crecimiento económico y la construcción de una sociedad más justa, los efectos de las TDE sientan las bases para un mañana presente más equitativo y con igualdad de oportunidades.

Sin embargo, la visión sobre las TDE no es unánime. La integración de TDE genera debates intensos entre entusiastas y escépticos, cada grupo con perspectivas válidas sobre los beneficios y desafíos que presenta esta integración. Mientras algunas personas abogan por una revolución completa en la forma en que se enseña y se aprende, otras expresan preocupaciones sobre el posible impacto negativo en el rendimiento y el desarrollo holístico del alumnado.

En el contexto de la integración tecnológica en la educación, hay que distinguir entre la retórica que promueve cómo debería usarse la tecnología y la realidad de cómo realmente se utiliza en las aulas y en el hogar.

Uso de TDE en el hogar

El potencial educativo de las TDE se extiende al hogar, ya que se posibilita el acceso a una amplia variedad de recursos educativos fuera del horario escolar, brindando flexibilidad y autonomía en los tiempos y lugares de aprendizaje.

Las TDE también permiten la participación de las familias en el proceso de aprendizaje, brindando la oportunidad de que se involucren más estrechamente con la educación de sus dependientes.

Nuevamente, hay riesgos de que la falta de supervisión lleve a un uso ineficaz o inapropiado de la tecnología.

También hay desafíos en cuanto a la limitación del tiempo frente a la pantalla (ya que los dispositivos no siempre se usan con objetivos educacionales), y de equilibrar el uso de dispositivos con otras actividades.

Tecnologías Digitales Educativas en el hogar

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	Categoría	Beneficios	Desafíos
1	Apoyo al Aprendizaje Autónomo	Promoción del aprendizaje autónomo y acceso a recursos educativos adicionales fuera del horario escolar	Falta de supervisión puede llevar a un uso ineficaz o inapropiado de la tecnología
2	Participación de las Familias	Oportunidad para que las familias se involucren más en el proceso educativo infantil y adolescente	Desafíos en la gestión del tiempo de pantalla y balance con otras actividades
3	Seguridad y Privacidad		Preocupaciones sobre la privacidad y la exposición a contenidos inapropiados para la edad

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Resumen de riesgos y cómo mitigarlos

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	Categoría	Riesgos para el Aprendizaje (Estudiantes)	Riesgos para la Enseñanza (Docentes)	Riesgos para la Gestión (Centros Educativos)	Riesgos para las Familias
1	Plataformas de Aprendizaje	Distracciones: Las plataformas en línea pueden tener elementos que distraigan a los estudiantes de su aprendizaje. Agregar elementos innecesarios (luz, movimiento y sonido) puede resultar más adictivo que instructivo.	Sobrecarga de trabajo: Gestionar múltiples plataformas y herramientas puede aumentar la carga de trabajo de las docentes.	Seguridad de datos: Riesgo de violaciones de datos y privacidad de estudiantes y personal.	Confusión tecnológica: Las familias pueden tener dificultades para entender y manejar múltiples plataformas.
2	Cursos en Línea (MOOCs)	Deserción: Alta tasa de abandono debido a la falta de motivación y apoyo.	Falta de interacción personal: Menor interacción cara a cara con estudiantes, afectando la calidad de la enseñanza.	Desigualdad en el acceso: No todos los estudiantes tienen acceso equitativo a la tecnología necesaria.	Supervisión insuficiente: Dificultad para supervisar el progreso y compromiso del estudiante.
3	Dispositivos Electrónicos	Ciberacoso y contenido inapropiado: Riesgo de exposición a ciberacoso y contenido no adecuado.	Dependencia tecnológica: Dependencia excesiva de la tecnología puede reducir la efectividad de métodos tradicionales.	Costos de mantenimiento: Costos continuos de mantenimiento y actualización de dispositivos.	Costos adicionales: Las familias pueden enfrentar gastos adicionales para dispositivos y conectividad.
4	Aplicaciones Educativas	Privacidad: Las aplicaciones pueden recopilar y compartir datos personales sin el conocimiento de los estudiantes.	Formación insuficiente: Los docentes pueden no recibir suficiente capacitación para utilizar aplicaciones de manera efectiva.	Integración: Dificultades para integrar múltiples aplicaciones en un sistema cohesivo.	Preocupaciones de privacidad: Preocupaciones sobre la seguridad de los datos personales de los niños.
5	Herramientas de Colaboración	Disminución de habilidades sociales: Uso excesivo de herramientas digitales puede afectar las habilidades sociales de los estudiantes.	Confusión en la comunicación: Uso de múltiples plataformas puede generar confusión en la comunicación.	Gestión de comunicaciones: Dificultad para gestionar y monitorear todas las comunicaciones digitales.	Aislamiento: Aumento del aislamiento de los estudiantes en casa debido al uso excesivo de herramientas digitales.
6	Contenido Digital	Fiabilidad del contenido: El acceso a recursos no verificados puede conducir a la difusión de información incorrecta.	Adaptación del contenido: Dificultad para adaptar contenido digital a diferentes estilos de aprendizaje.	Derechos de autor: Riesgo de violaciones de derechos de autor y uso indebido de material protegido.	Supervisión de contenido: Necesidad de supervisar el contenido al que acceden los niños en línea.
7	Realidad Aumentada/Virtual	Accesibilidad: No todos los estudiantes pueden tener acceso a la tecnología AR/VR.	Curva de aprendizaje: Los docentes pueden necesitar tiempo y capacitación para usar efectivamente AR/VR en la enseñanza.	Costos iniciales: Altos costos iniciales para la implementación de AR/VR en las aulas.	Costos de acceso: Costos elevados para las familias que deseen proporcionar estas tecnologías en casa.
8	Inteligencia Artificial	Invasión de privacidad: Uso de IA puede conducir a la recopilación de datos personales sin el consentimiento adecuado.	Sesgo algorítmico: Las herramientas de IA pueden perpetuar sesgos existentes si no se diseñan cuidadosamente.	Falta de transparencia: Decisiones automatizadas por IA pueden carecer de transparencia y ser difíciles de explicar.	Preocupaciones éticas: Inquietudes sobre cómo se utilizan los datos de los estudiantes y el impacto de la IA en su educación.
9	Pizarras Interactivas	Dependencia tecnológica: Dependencia excesiva en herramientas interactivas puede limitar habilidades de enseñanza tradicionales.	Costos de mantenimiento: Necesidad de mantenimiento y reparaciones frecuentes.	Interrupciones técnicas: Problemas técnicos pueden interrumpir las clases y afectar el aprendizaje.	Inaccesibilidad en casa: Falta de acceso a estas herramientas fuera del entorno escolar.

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Estrategias de mitigación de riesgos

Hay muchas estrategias de mitigación de los riesgos asociados a las TDE.

Dispositivos

• Fomentar en clase el uso responsable de los dispositivos; orientar al alumnado en cómo identificar y reportar el ciberacoso y la existencia de contenido inapropiado.

• Combinar el uso de pantallas digitales interactivas con técnicas de enseñanza tradicionales, para evitar la dependencia excesiva en la tecnología

• Establecer un plan regular de mantenimiento de dispositivos para evitar interrupciones técnicas.

• Crear cursos para que el alumnado aprenda a reparar sus dispositivos personales !!!

• En el hogar, establecer acuerdos sobre el uso de tecnología en casa, en particular en cuanto al tiempo frente a las pantallas.

Herramientas Digitales

• Elegir aplicaciones que cumplan con normas estrictas de protección de datos

• Actualización docente continua sobre buenas prácticas en el uso de las TDE

• promover el equilibrio entre el uso de herramientas digitales y las interacciones cara a cara.

Programas de enseñanza / aprendizaje

• Establecer tutorías con personas reales en los cursos en línea. Incorporar sesiones interactivas en modalidad sincrónica para aumentar la interacción personal.

• Usar herramientas de IA que cumplan con estándares éticos y de transparencia

• Actualización docente sobre cómo funcionan las herramientas de IA y cómo se utilizan los datos recabados

• Enseñar a verificar y a analizar críticamente la información

• Establecer límites claros y tiempos específicos para el uso de las plataformas y programas de aprendizaje.

• Cumplir con las leyes de derechos de autor y asegurar el uso correcto del material protegido.

IA

Los grandes avances en torno a la inteligencia artificial hacen que muchas de las TDE y de los cuestionamientos que nos hacemos en torno a ellas queden obsoletos.

• ¿Cuáles son las habilidades digitales que se necesitarán en 5, 10, 15 años?

• ¿Cuáles serán los dispositivos que usaremos?

• ¿Realidad virtual / realidad aumentada?

Anexo: tablas resumen

La tabla siguiente resume los beneficios y riesgos de las TDE en el salón de clase.

Tecnologías Digitales Educativas en el aula

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	Categoría	Beneficios	Desafíos
1	Acceso a Información	Acceso inmediato a una amplia variedad de recursos educativos	Necesidad de habilidades críticas para evaluar la calidad de la información
2	Recursos Educativos y Apoyo	Acceso a tutoriales, videos educativos y plataformas de aprendizaje en línea	Falta de interacción social y actividades físicas puede afectar el desarrollo integral de la persona
3	Personalización del Aprendizaje	Posibilidad de adaptar el contenido y ritmo de aprendizaje a las necesidades de cada estudiante	Necesidad de controlar en forma continua la calidad del contenido personalizado debido a variaciones en las plataformas y software disponibles
4	Inclusión y Accesibilidad	Acceso a herramientas y recursos educativos adaptados para estudiantes con necesidades especiales	Necesidad de asegurar que las tecnologías sean accesibles para todos las y los estudiantes, incluyendo aquellos en situación de discapacidad
5	Participación y Motivación	Aumento de la motivación y participación estudiantil a través de medios interactivos y atractivos	Riesgo de distracción y uso indebido de las tecnologías durante las clases
6	Desarrollo de Competencias Digitales	Desarrollo de habilidades tecnológicas necesarias para el futuro profesional	Brecha en habilidades digitales entre docentes y estudiantes
7	Colaboración y Comunicación	Facilitación de la colaboración entre estudiantes, y entre estudiantes y docentes	Dependencia excesiva en la tecnología para la comunicación, disminuyendo las habilidades interpersonales tradicionales
8	Seguridad y Privacidad	Control y supervisión institucional para proteger al alumnado

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Clasificación de TDE

Las TDE pueden clasificarse según la forma de relacionamiento que permiten con su público, entre interactivas y difusoras.

Las TDE interactivas refieren a herramientas y recursos tecnológicos que responden a las acciones de sus interlocutores (estudiantes y/o docentes). Incluyen dispositivos, herramientas digitales o programas de enseñanza / aprendizaje. La tecnología interactiva fomenta la participación, el compromiso y el aprendizaje activo al proporcionar oportunidades para que el alumnado explore, experimente y cree.

Se considera a las TDE como difusoras cuando transmiten información de manera unidireccional, sin involucrar una retroalimentación por parte de la persona que recibe (la TV educativa es un ejemplo de TDE difusora; otro ejemplo es una presentación en powerpoint, o mirar un video de una clase grabada). La característica es que se recibe unilateralmente la información, sin capacidad de responder o interactuar con el contenido. Esto no impide que se generen lazos emocionales (por ejmplo los dibujitos animados educativos), que se transmitan valores y que se enseñe de manera entretenida.

No hay una tecnología que sea mejor que la otra, ambas presentan beneficios y riesgos. Su uso en la educación depende de las preferencias docentes y de los objetivos de aprendizaje. También, como en la mayoría de los casos, un uso combinado y complementario puede ser la solución óptima. No obstante, las TDE interactivas presentan un gran riesgo de privacidad (que por supuesto puede ser mitigado), al poder recopilar y compartir datos personales sin consentimiento.

El cuadro siguiente muestra ejemplos de TDE.

TDE interactivas

Dispositivos interactivos

• Las pantallas digitales interactivas (PDI) permiten el intercambio directo con el contenido proyectado de manera visual y táctil, facilitando la enseñanza y el aprendizaje de manera dinámica y colaborativa.

Dispositivos que disponibilizan las interacciones

• Los dispositivos de uso personal (tablets y laptops) no son interactivos en sí mismos, sino que permiten el acceso a recursos educativos, aplicaciones y contenido en línea desde cualquier lugar y de manera interactiva.

• Las placas micro:bit permiten aprender programación y electrónica básica, actividades que permiten la interacción.

• La red de videoconferencias disponibiliza la interacción entre personas, al facilitar la enseñanza y el aprendizaje remoto, así como las reuniones virtuales (entre docentes, entre docentes y familias).

Herramientas Digitales

• Entre las herramientas digitales están los portales para docentes y para estudiantes, y las páginas web que aglomeran la información disponible sobre las herramientas disponibles para cada grupo.

• Plataformas de enseñanza de matemática (PAM, Matific); de programación (Scratch); plataformas de gestión de cursos (Google Classroom / Moodle); de pensamiento computacional (CREA, Schoology)

Programas de enseñanza y aprendizaje

• Cursos en línea masivos (del inglés MOOCs, Massive Open Online Courses) de formación y actualización docente, disponibilizados a través de plataformas como Coursera, edX, eduXCeibal, y Khan Academy, entre otras, ofrecen cursos tanto a docentes como a estudiantes

• Espacios como padlet, permiten la interacción y colaboración entre estudiantes y docentes

TDE difusoras

Dispositivos

• Proyectores digitales, que mejoran la experiencia visual en el salón de clase

Herramientas Digitales

• Biblioteca Digital

• Recursos educativos abiertos (materiales de enseñanza, aprendizaje e investigación en dominio público o publicados con una licencia abierta que permiten su uso y adaptación libre)

• Repositorio de recursos educativos

Programas de enseñanza y aprendizaje

• TV o radio educativa, podcasts

Notas

1. Podría incluirse dentro de la definición de TDE a toda la infraestructura tecnológica y de conectividad que posibilita el uso de las mismas, como la red de videoconferencias, la fibra óptica, la conexión a internet, el cableado submarino o los servidores. Si bien son un componente imprescindible, que posibilita el uso de todas las tecnologías, su análisis no será el foco de este documento.