Post on 22-Jul-2022
CAPITULO V.
EL PRELABORATORIO VIRTUAL. UN MODELO TEÓRICO INSTRUCCIONAL
Este modelo teórico, no surge como un conjunto de ideas
desordenadas, por el contrario fue el resultado de una serie de proposiciones
e interrogantes que surgieron del que hacer docente y del contacto directo
con los estudiantes que cursaban el laboratorio de Física I en la Facultad de
ingeniería de la Universidad del Zulia desde hace ya varios años. En este
modelo se intentó verificar la hipótesis que sustenta la importancia y
pertinencia que tiene la aplicación de un prelaboratorio virtual en las clases
de Laboratorio de Física I. Haciéndose énfasis en la incorporación de las
TICs en todos los procesos de aprendizaje.
En la actualidad, la población estudiantil, se ve inmersa en un mundo
que va más allá de los sencillos apuntes de una clase y de las paredes que
constituyen las aulas, se trata de un mundo que está transformándose a
una velocidad increíble y que lleva inmersas las tecnologías de información
y comunicación. En estos momentos el internet es una de las mayores
revoluciones en la difusión y propagación del conocimiento desde la
aportación de la imprenta de Guttenberg. Se cuestiona cada vez más el
sistema tradicional de enseñanza y se plantean y proponen nuevas prácticas
educativas más activas y basadas en el logro de competencias que tengan
en cuenta todo el proceso enseñanza-aprendizaje.
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La facultad de ingeniería de La Universidad del Zulia no escapa a esta
situación, los estudiantes de esta casa de estudios cada día se involucran
más con elementos tecnológicos que les facilitan los canales de
comunicación e interceden, directa o indirectamente, en sus procesos de
aprendizajes. Por otra parte conviene destacar la importancia que juega el
docente en este escenario. El rol del docente se afianza cada día más en la
dimensión de mediador y facilitador de aprendizajes, es por ello que con el
transcurrir del tiempo se ve obligado a buscar estrategias que promuevan
aprendizajes significativos en sus estudiantes y a la vez pueda vincular
elementos tecnológicos que le permita guiar los procesos que van inmerso
dentro del aula de clase.
En el caso de la física, se hace sumamente importante formar a los
estudiantes en la verificación de teorías y la contrastación de hipótesis. El
trabajo en el laboratorio permite la creación de una estructura de aprendizaje
cooperativa (Pujolàs, 2008), en la cual todos los estudiantes son capaces de
involucrarse y organizarse, con la intención de que todos colaboren,
cooperen y se ayuden para alcanzar el objetivo común que es progresar en
su aprendizaje, cada quien hasta sus posibilidades, en este sentido de una u
otra manera se integran formando las redes del conocimiento.
El laboratorio de física constituye un ambiente ideal para lograr el
trabajo cooperativo, ya que el montaje de los equipos y la toma de datos
deben hacerse en grupo, se deben tomar decisiones en conjunto y se deben
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hacer aportes de ideas en todos los puntos de vista, es necesario funcionar
de manera organizada y sistematizada compartiendo la información que
hayan obtenido por cualquier medio. Es en este momento , cuando se
destacan las habilidades de los estudiantes y se organizan de acuerdo a
ellas. El compartir los saberes y participar en equipos de discusión reales (los
trabajados en el laboratorio) o virtuales (los trabajados en el aula virtual) los
sumerge cada vez más en nuevos terrenos de conocimiento.
En este sentido, el laboratorio constituye, no solo el lugar preciso para
facilitar la transmisión de conocimientos académicos relativos a los aspectos
teóricos de la física, sino que se convierte en un espacio para la
interconexión y contrastación de saberes. Además de un saber académico,
es posible explotar otros tipos de saberes, los que Delors (1996) define como
saber conocer, saber hacer, saber ser y saber convivir, cuyo aprendizaje se
ha de convertir en los cuatro pilares de la educación a lo largo de la vida de
la persona. Es por esta razón que el tiempo que se invierte en el laboratorio
debe aprovecharse al máximo y para ello se requiere hacer una preparación
previa a los estudiantes antes de asistir al laboratorio, buscándose con esto
que el docente deje de ser el protagonista y que sea el alumno quien gane
ese papel.
Cuando un estudiante ha realizado un trabajo previo al laboratorio su
posterior actuación en el mismo difiere notablemente de quienes no lo han
realizado. Las experiencias organizadas de prelaboratorio, generan
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discusiones entre los alumnos, fomentando la participación del equipo dentro
del trabajo que deben realizar. Por otra parte despierta el incentivo personal
de cada participante hacia el logro de sus aprendizajes, a la vez que espera
ansiosamente la experiencia del laboratorio real.
Considerando los grandes aportes que han generado las TICs a la
educación y la gran influencia del internet en la población estudiantil, es
oportuno presentar estos modelos de prelaboratorio de física de manera
virtual. En este sentido se optimiza el tiempo en el laboratorio el cual puede
emplearse para enfatizar los cuatro saberes fundamentales de la educación.
Sin embrago, este modelo de prelaboratorio virtual no puede ser presentado
de manera arbitraria, debe generar un ambiente de aprendizaje y proponer
actividades que permitan la interacción y el trabajo cooperativo. Los
estudiantes deben hacer del prelaboratorio virtual un espacio donde puedan
acceder en cualquier momento a los conocimientos teóricos que el docente
desee impartir y a la vez puedan generar discusiones en torno a un tema.
Por otra parte debe incluir diversos modos de información, en el sentido de
tomar en cuenta la diversidad que pueda existir en el aula. Por ejemplo,
debe tener suficientes imágenes para aquellos estudiantes que sean
visuales, deben tener fragmentos de videos para los auditivos y debe tener
aplicaciones para que los estudiantes puedan interactuar en el
prelaboratorio.
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En esta investigación se ha considerado un prelaboratorio virtual de
Física I como un espacio en la red que constituye una tarea previa realizada
por los estudiantes antes de asistir al laboratorio presencial. En él se
incorpora material referido a elementos teóricos que sustentan las
actividades prácticas, simulaciones de actividades y experimentos,
cuestionarios sobre aspectos teóricos y prácticos, noticias de interés, foros,
entre otros, con la intención de propiciar en el educando la participación
previa a la experiencia presencial, a fin de posibilitarles el acercamiento a la
estructura que constituye el laboratorio presencial. De tal manera que el
participante pueda realizar sus actividades previas al laboratorio en cualquier
lugar y en cualquier momento y pueda interactuar con instrumentos virtuales,
y a la vez pueda autoevaluar sus aprendizajes.
1. JUSTIFICACIÓN DEL MODELO.
En esta investigación se ha considerado oportuno la creación de un
espacio virtual, en este caso un aula virtual que sirva de prelaboratorio para
el Laboratorio de Física I, respondiendo a unas necesidades que se vienen
manifestando desde hace algún tiempo.
Por un lado el estudiante de laboratorio dedica muy poco tiempo a las
horas de consulta ya que desconoce el tema que tratará la experiencia de
laboratorio, además el tiempo que invierte en otras asignaturas teóricas le
resta tiempo para documentarse sobre la práctica a realizar. Es por ello que
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resulta oportuno que se incorpore en su estructura de evaluación el
prelaboratorio ya que el estudiante puede consultar desde cualquier lugar y
cualquier momento sobre la práctica a realizar.
En la Facultad de Ingeniería de LUZ, se estila que el alumno pierde
automáticamente el laboratorio al no asistir a tres prácticas. Con este nuevo
procedimiento de implementación de prelaboratorios virtuales, las clases
presenciales serían menores ya que se pueden adaptar algunas para
realizarse a distancia en un horario seleccionado por el estudiante, dejando
un espacio físico y una planta profesoral capaz de atender a una mayor
demanda.
2. METODOLOGÍA SEGUIDA PARA EL DISEÑO DEL MODELO.
Para llevar a cabo el diseño del aula virtual fue necesario pasar por un
proceso que implicó varias fases. Primeramente, se realizó una diagnosis,
para estudiar la pertinencia de la estrategia, estos resultados se explicaron
en el capitulo anterior.
Una vez que fue definida la pertinencia de la estrategia se buscó
apoyo en El Sistema de Educación a Distancia de la Universidad del Zulia
(SEDLUZ), el cual constituye una alternativa educacional que permite, en el
marco de la Educación Superior, la gerencia efectiva de programas y
proyectos académicos ampliando el acceso y cobertura del área en la cual
influye LUZ. Este organismo busca abarcar poblaciones estudiantiles
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dispersas en el ámbito regional, romper la rigidez de los períodos
académicos y utilizar el menor espacio posible para atender una gran
cantidad de estudiantes (Universidad del Zulia. SED, 1997).
Este sistema se concibe como una dependencia autónoma, pero
articulada con la estructura orgánica de la universidad. Desarrolla su acción
vinculando las Facultades y Escuelas con la estructura propia del Sistema, a
modo de garantizar líneas de coordinación horizontal que permiten el trabajo
en redes orgánicas o círculos de calidad de gestión (Universidad del Zulia.
SED, 1997).
Por medio de ellos fue posible concretar la creación de un aula virtual
que sirviera de prelaboratorio a los estudiantes que cursan Física I en la
Facultad de Ingeniería de LUZ y que respondiese a las exigencias
planteadas en el reglamento.
Para el diseño del aula fue necesario tener en cuenta lo establecido en
el artículo 12 del reglamento de SEDLUZ (Universidad del Zulia. SED, 1997),
el cual establece que el modelo instruccional que se diseñe, debe
comprender los siguientes elementos: material autoinstruccional, lo
constituían además de los enlaces las simulaciones incorporadas en el aula.
Asesoría y evaluación del rendimiento , esto fue llevado a cabo considerando
que la modalidad empleada en esta estrategia fue una enseñanza B-learning,
ya que los estudiantes participaban en el aula antes de asistir a su clase
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presencial de laboratorio, combinando de esta manera aprendizajes
presenciales y a distancia. En este modelo se incorporaron elementos
auditivos, visuales, y audiovisuales con la intención de facilitar y posibilitar el
autoaprendizaje de conductas tales como: destrezas para resolver
problemas, desarrollar creatividad y estrategias cognoscitivas.
El modelo de prelaboratorio virtual buscó incorporar diferentes canales
de aprendizaje, teniéndose en cuenta: (1) el uso de un lenguaje claro y
sencillo; (2) la influencia del entorno en el estudiante, proponiendo para ello
actividades vinculadas con su futuro como ingeniero, estableciendo
analogías y planteando preguntas y problemas que los llevaban a la
reflexión; (3) el uso de las TICs en todo momento durante el desarrollo de las
cuatro primeras prácticas de laboratorio.
Además de esto, fue necesario considerar las diferentes dimensiones
del aprendizaje, para poder incorporar en el aula elementos que las
contemplasen.
En cuanto al saber SOBRE, se diseñaron presentaciones, y páginas
web con contenidos conceptuales que guiaban al estudiante en la realización
de la práctica y además le proporcionaban elementos teóricos necesarios
para su abordaje .
En cuanto al saber HACER, se incorporaron algunas aplicaciones de
java, donde el estudiante debía manipular algunos instrumentos de medida
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de manera virtual, o bien definir algunos parámetros para la realización de un
experimento.
En cuanto al saber SER, fue necesario plantear en el aula diferentes
estrategias que permitiesen a los estudiantes destacar los valores éticos, se
hizo énfasis en el sentido de la responsabilidad, ya que se estipuló un horario
para entrega de actividades que debían respetar, además se tomó en cuenta
el valor de la honestidad ya que las participaciones en el foro y las
conclusiones debían ser producciones propias y no simple copias de internet,
se enfatizó en el trabajo cooperativo y se manejaron algunos elementos
motivacionales..
En cuanto a saber DÓNDE, se propusieron actividades que requerían
la búsqueda de información en diferentes medios, pudieron optar por buscar
información en la web, en bibliotecas, bases de datos, organizaciones y
luego debían generar un producto que sintetizara dicha información, este
producto fue un mapa conceptual.
Para lograr fomentar en los estudiantes el saber TRANSFORMAR, se
propusieron actividades que les permitiesen llevar al mundo real las
experiencias virtuales. En este sentido fue necesario que el estudiantes se
alineara con la realidad, es decir, fuera capaz de transpolar la experiencia del
prelaboratorio virtual al laboratorio real. Para ello las guías diseñadas para el
prelaboratorio (Anexo C) tuvieron la intención de facilitar este proceso. Se
buscaba que el alumno pudiese pensar y tramitar la información que a lo
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largo del desarrollo de sus prácticas recibió por diferentes vías. Se trata de
poner en práctica los conocimientos adquiridos.
3. ASPECTOS ESTRUCTURALES DEL MODELO.
El aula virtual que sirvió de prelaboratorio fue titulada: “Laboratorio de
Física I”. Se elaboró juntamente con el personal de SEDLUZ, usando la
plataforma moodle. Moodle se define como una herramienta de software libre
que permite la producción de cursos por internet, páginas web y
procedimientos que facilitan al usuario la comunicación a través de Internet y
el trabajo colaborativo (De la Torre, 2006).
En un primer momento, se realizó la fase de inducción al estudiante,
donde se indicó cómo realizar su proceso de preinscripción en el aula y cómo
hacer uso de la misma. Una vez de realizado el proceso, se enviaba un
correo al participante con su nombre de usuario y su contraseña, lo cual le
permitía ingresar al aula. De tal manera que sólo podían tener acceso al aula
aquellos estudiantes que previamente habían hecho su proceso de
preinscripción.
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Figura 1: Pantalla de acceso al aula virtual
Fuente: Arias-Rueda (2011)
Una vez que el estudiante accede al entorno, se encuentra con la con
la página principal del sitio, en la cual se observa, entre otras cosas, las
noticias de interés general y los cursos en los que el usuario participa. En las
noticias de interés, aparece primeramente el nombre del aula virtual en la
cual está participando y las tareas que han sido asignadas con su respectiva
fecha de entrega.
La plataforma utiliza un interfaz fácil e intuitivo, por lo cual se le hizo
muy sencillo al estudiante familiarizarse con el aula. Por lo general la
información más relevante se muestra en el centro de la pantalla , como lo
son las noticias de interés, mientras que a la izquierda y a la derecha se
muestran los llamados bloques de Moodle, utilizados para albergar otras
herramientas y funcionalidades.
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Figura 2: Pantalla de la pagina principal.
Fuente: Arias-Rueda (2011)
Una vez que el estudiante ingresa al aula por primera vez, es necesario
que edite su perfil incorporando así sus datos personales. Para a ello se ha
destinado una ficha en la cual se recoge la información que el resto de los
usuarios tienen sobre un estudiante.
Figura 3: Ficha del estudiante
.
Noticias de interés relacionadas con el aula
Cursos en los que participa
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Fuente: Arias-Rueda (2011)
Con esta ficha el docente puede estar enterado de cuando fue el
primer acceso y el último acceso al aula. Además de recoger algunos datos
que permitan comunicarse con el estudiante fuera de las horas de clase
presenciales.
Una vez que el estudiante ha editado su información, puede continuar en
el aula haciendo click en “Laboratorio de Física I” con lo cual puede acceder.
En este momento el sistema presentará la página principal. En la parte
central de la página, aparece reflejado algunos elementos asociados con el
curso de laboratorio. Se describe brevemente los principios de la asignatura
y se define el objetivo general del aula, en este caso, ese objetivo estaba
asociado con el estudio de los principios básicos de la mecánica newtoniana
en función de resultados experimentales.
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Figura 4: Pantalla principal del curso
Fuente: Arias-Rueda (2011)
Igualmente, se describe toda la información referida a la asignatura,
incluyendo el período y el horario de clase. Al lado derecho del bloque
central, se pueden observar otros espacios que refieren información de
soporte técnico, en ella se indican los correos y teléfonos de aquellas
personas responsables de administrar el aula. Por otra parte, se muestra un
calendario que indica de manera resaltada el mes actual, así como las
actividades asignadas a los estudiantes durante ese mes. También se
muestra información sobre los usuarios en línea, los participantes, y las
calificaciones del curso, además de unas opciones que sirven de mensajería
y que permiten a los usuarios interactuar entre ellos o con el docente.
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La pantalla se puede deslizar hacia abajo y en esa medida van
apareciendo otros elementos dentro del aula.
Así pues, el aula cuenta con un espacio preliminar, titulado: Diagrama de
temas, en el cual se coloca toda la información inicial de laboratorio. En ella
se informa al estudiante como debe usar el aula virtual, además de
proporcionar información general sobre la asignatura, definir los objetivos,
presentar el programa, establecer las normas para trabajar en el laboratorio y
para preparar los informes, fijar los criterios de evaluación y los horarios de
atención. Además se proporciona al estudiante una bibliografía bien nutrida
donde puede investigar sobre los conceptos asociados con cada una de las
prácticas.
Figura 5: Pantalla principal del curso, Diagrama de temas.
Fuente: Arias-Rueda (2011)
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Una vez que el estudiante ha interactuado con la página principal que le
informa sobre los aspectos preliminares del Laboratorio de Física I, puede
entonces entrar al apartado correspondiente a la Práctica No. 1, Cifras
significativas e instrumentos de medición; la misma fue estructurada en dos
partes. La primera parte de la práctica resaltaba los elementos teóricos y de
aplicación referidos al estudio de las cifras significativas. En este aspecto fue
necesario hacer una investigación profunda de los criterios que debe asumir
un ingeniero a la hora de expresar los resultados de sus mediciones; esto
debido a la gran diversidad de opiniones que se manejan en torno al tema de
cifras significativas y criterios de redondeo. Para constatar que el estudiante
haya realizado la lectura del material expuesto, se plantea una serie de
tareas que conllevan a la realización de la actividad del prelaboratorio,
además de esto, se presenta un cuestionario con preguntas de fácil
respuesta que tienen como finalidad afianzar los conocimientos adquiridos
por el estudiante en la lectura realizada.
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Figura 6: Diseño de la práctica No.1
Fuente: Arias-Rueda (2011)
El cuestionario fue diseñado de tal manera que permitía dos intentos
para contestar y debía ser realizado en el lapso de tiempo estipulado,
además tenía un porcentaje dentro de la evaluación, con la finalidad de
promover el sentido de responsabilidad en los estudiantes.
La segunda parte de la práctica No. 1 estaba referida al proceso de
medición. En ella se abordaron contenidos teóricos asociados con la historia
de las medidas y se describieron los instrumentos de medición.
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Por otra parte se explica detalladamente el uso de los instrumentos
para medir tres magnitudes fundamentales, longitud, masa y tiempo. Se
diseñaron páginas web que describen el proceso de uso de los diversos
instrumentos de medida, y se enlazaron diferentes aplicaciones de java que
permitían al estudiante manipular virtualmente diferentes instrumentos.
Para ello fue necesario aprovechar, la gran variedad de applets
disponibles en internet con los cuales es posible simular la mayoría de los
fenómenos físicos.
La manipulación de estos instrumentos virtuales, en un primer
momento no resultó fácil a los estudiantes, debido a que presentaban
dificultades en la comprensión de los aspectos teóricos que conllevaban al
uso del instrumento. Esto se pudo solventar, con atenciones individualizadas
en las horas de consulta; Constatándose así la necesidad de complementar
las actividades virtuales con las presenciales.
Algunos estudiantes se desenvolvieron muy bien dentro del aula, y
fueron capaces de realizar adecuadamente las tareas asignadas, sin
embargo otros presentaron mayores dificultades.
Otro elemento que se incorporó dentro del aula fue el foro virtual, el
cual constituía un escenario de comunicación por internet dentro del aula
virtual, en él se propició el debate en cuanto al tema de las mediciones y su
historia, en este espacio los estudiantes exponían sus ideas que debían ser
producciones propias. El foro virtual se convirtió en una herramienta que
permitió a los participantes publicar sus ideas referidas al tema y éstas eran
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visibles tanto a los compañeros de curso como al docente que aplicaba el
prelaboratorio.
Figura 7: Foro de discusión para el tema de medidas.
Fuente: Arias-Rueda (2011)
Entre las tareas asignadas dentro del aula, se destaco el diseño y
elaboración de mapas conceptuales, los mapas conceptuales estaban
referidos al tema de medidas, análisis dimensional o cifras significativas. Una
de las principales dificultades presentadas en esta tarea, fue la poca
familiaridad que tenían los estudiantes con el diseño y construcción de
mapas conceptuales. Por un lado concebían el mapa como un diagrama de
flujo que hacia referencia a conceptos; y por otro lado no sintetizaban las
ideas en frases sino que escribían párrafos u oraciones completas. Para
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solventar esta situación fue necesario hacer observaciones en la corrección
de los mapas y en algunos casos atender consultas personalizadas. Esta
tarea permitió a los estudiantes iniciarse en la sistematización de ideas y les
facilitó la definición de conceptos asociados al tema.
Figura 8: Mapas conceptuales elaborados por estudiantes.
Fuente: Arias-Rueda (2011)
Otro aspecto importante y considerado en el aula fue la incorporación
de presentaciones en power point. Estas presentaciones fueron diseñadas
por la investigadora con la finalidad de recoger de manera resumida,
sistematizada y organizada la información que debía tener presente el
alumno para la elaboración de su práctica presencial. En ellas, se recogían
no solo aspectos teóricos sino que se describía detalladamente el proceso de
realización de la práctica. Este material también servía de guía para la
realización de los prelaboratorios.
Los prelaboratorios (Anexo C) fue la tarea final que debía realizar el
estudiante en su visita por el aula. Cada una de las prácticas estudiadas,
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tenía un prelaboratorio para realizar. En este prelaboratorio constaba de una
guía que debía ser resuelta por el estudiante, en la cual se debían aplicar los
conocimientos adquiridos durante la visita en el aula.
Figura 9: Portadas de las presentaciones de las practicas
Fuente: Arias-Rueda (2011)
El prelaboratorio era un prerrequisito para realizar la experiencia de
laboratorio presencial. En ella, se planteaban situaciones prácticas similares
a las que el estudiante abordaría posteriormente en el laboratorio.
Al realizar el desarrollo presencial de la práctica de laboratorio, era
evidente para el docente si el estudiante había o no realizado el
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prelaboratorio, debido a la fluidez en la realización de la práctica y en el
manejo de los instrumentos.
Para realizar el prelaboratorio, el estudiante tenía una semana de
plazo, en la cual debía navegar por el aula virtual, realizar las tareas
propuestas y asistir, si fuera necesario, al horario de consulta establecido por
el docente.
La prácticas 2, 3 y 4, tuvieron un diseño similar al de la práctica 1 descrita
anteriormente. Por supuesto, las actividades propuestas en el aula estaban
orientadas a responder el tema de la práctica que se estudiara.
Figura 10: Pantalla correspondiente a la práctica 2.
Fuente: Arias-Rueda (2011)
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Figura 11: Pantalla correspondiente a la práctica 3.
Fuente: Arias-Rueda (2011)
Figura 12: Pantalla correspondiente a la práctica 4.
Fuente: Arias-Rueda (2011)
Un estudiante que ha sido incorporado al aula virtual Laboratorio de
Física I y que ha participado activamente de los planteamientos hechos,
puede decirse que se encuentra continuamente ante nuevas informaciones
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y conocimientos, actualizando de forma dinámica su red de aprendizaje y sus
creencias. En este sentido, es capaz de desarrollar habilidades en diferentes
entornos, por ejemplo, desarrolla habilidades asociadas a los procesos
digitales, se familiariza con el uso de internet y de las aplicaciones con las
que allí se cuenta y logra aprendizajes significativos, al ser capaz de
traspolar esos conocimientos virtuales a un laboratorio real. Por otra parte, se
promueve el aprendizaje basado en la investigación; el aprendiz tiene el
control para definir el conocimiento que necesita para abordar con éxito su
laboratorio presencial, en este sentido es capaz de sumergirse activamente
en el proceso para encontrar motivaciones e intereses personales (Siemens,
2006).