INDICADORES DE APROPIACIÓN DE UN ARTEFACTO DIGITAL

El applet como instrumento mediador de aprendizajes

Andrea Miranda, Graciela Santos y Silvia Stipcich

Núcleo de Investigación en Ciencia con Tecnología (ECienTec), Depto. de Formación

Docente, Facultad de Ciencias Exactas, UNICEN

amiranda@exa.unicen.edu.ar

Eje de trabajo 1: ¿Cómo conocemos hoy?

Tipo de trabajo: Informe de investigación

Palabras claves: Aprendizaje sociocultural. Génesis instrumental. Simulación.

Interacciones. Conceptualización.

Resumen

En las clases de ciencias las tecnologías habilitan un conjunto de interacciones cuyo

conocimiento puede ser útil para diseñar actividades de enseñanza basadas en

simulaciones. La tecnología es una herramienta cultural que los individuos reinterpretan a

medida que interactúan con ellas. Este proceso se puede comprender desde el enfoque de

génesis instrumental.

En este artículo se analizan los posibles indicadores que revelan la dinámica de las

interacciones digitales en una clase de física de escuela secundaria mediada por una

secuencia didáctica de simulaciones compaginadas en un hipertexto. El proceso interactivo

es abordado desde una visión integral que considera los cambios en la acción

(perturbaciones), los segmentos de interacción y la navegación hipertextual. Se han

identificando algunas de las acciones que perturban el razonamiento de los estudiantes y,

dan lugar a la evolución de la actividad, promueven la apropiación de la simulación como

herramienta cognitiva o colaboran en la conceptualización. Además se identificó que la

navegación era motivada por la exploración de la funcionalidad de la simulación; la RU

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necesidad de completar la tarea y para corroborar hipótesis relacionadas con la

funcionalidad o el contenido.

Keywords: Sociocultural learning. Genesis instrumental. Interaction. Simulation.

Conceptualization.

Abstract

In science classes technologies enable a set of interactions whose knowledge may be useful

for designing learning activities based on simulations. The technology artifacts are cultural

tools that are assimilated by the subjects by use. This process can be understood from the

perspective of instrumental genesis.

In this paper we analyze the possible indicators that reveal the dynamics of digital

interactions in a class of high school physics mediated by a sequence of simulations in

hypertext format. The interactive process is approached from a holistic view that considers

changes in action (disturbance), interaction segments and hypertext navigation. We have

identified some of the actions that disrupt the students' reasoning and result in the evolution

of the activity, promote the appropriation of simulation as a cognitive tool or assist in the

conceptualization. In addition it was found that navigation was motivated by exploring the

functionality of the simulation, the need to complete the task and to corroborate hypotheses

concerning the functionality or content

Introducción Hoy no se puede obviar que los procesos sociales se tecnifican y de igual modo también los

educativos se han tecnificado paulatinamente. Al concebir la práctica educativa como una de

las tantas actividades cotidianas por la que los estudiantes se apropian de la cultura,

interesa conocer las características y dinámica de las distintas interacciones que ocurren en

la clase. Las interacciones con los otros (pares y docentes), con los distintos mediadores

(contenido escolar, tarea, recursos, tecnología, etc.) y con la cognición se evidencian en lo

que dicen y hacen estudiantes y profesores.

Cabe destacar el carácter sociocultural de las interacciones áulicas que se dan, casi

siempre, en un marco de relaciones bidireccionales y comunicativas con otros sujetos o

componentes, sean de carácter natural o cultural, a través de instrumentos materiales o

psicológicos con impronta cultural. En los casos que el aprendizaje acontece a través de una

actividad mediada por una aplicación informática y en un contexto posibilitador de

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intercambios de ideas, se facilita la construcción de conocimiento en relación a una

disciplina y el desarrollo de habilidades cognitivas. De manera más general, al interactuar

“con otros o con artefactos culturales” se pone en juego un conjunto de cogniciones

distribuidas, que cultivan a la vez las competencias del individuo (Salomon, 2001).

Consideramos a la tecnología como herramienta cultural que los individuos reinterpretan a

medida que interactúan con ellas. Este proceso se puede comprender desde el enfoque de

génesis instrumental propuesto por Rabardel y Bourmaud (2003), quienes proponen que un

sujeto se apropia de un artefacto asimilándolo como instrumento al incorporar las

características físicas de la herramienta y los esquemas de uso propios de la herramienta y

otros esquemas de uso personales producto de su conocimiento previo.

El trabajo que se presenta da cuenta de una parte de los resultados producidos en el marco

de la investigación “La interacción digital en el aula. Los procesos de significación en el uso

de simulaciones computacionales en la escuela secundaria”1. En particular en este artículo

se analizan los posibles indicadores que revelan la dinámica de las interacciones digitales

en una clase de física mediada por simulaciones. El proceso interactivo es abordado desde

una visión integral que considera los cambios en la acción (perturbaciones), los segmentos

de interacción y el recorrido hipertextual.

Simulaciones, interacción y aprendizaje Los artefactos como las simulaciones, en la mediación de los aprendizajes de ciencias,

facilitan la representación dinámica del funcionamiento de un sistema y la visualización de

procesos, mostrando la evolución del sistema representado y la interacción entre los

componentes o consecuencias de tales interacciones en forma dinámica (Pontes Pedrajas,

2005). Amplían las posibilidades de aprendizaje al amplificar procesos cognitivos mediante

elementos perceptivos, estáticos o dinámicos, que colaboran en la compresión de

fenómenos, conceptos abstractos, la resolución de problemas complejos y ambiguos, y el

manejo de códigos científicos y tecnológicos.

Considerando a la interacción como la acción que se ejerce recíprocamente entre dos o más

sistemas, podemos decir que un proceso interactivo supone la capacidad de poder producir

cambios y modificaciones sobre ciertas variables de alguno de los sistemas implicados.

1 Tesis para la obtención del grado de Doctor en Ciencias de la Educación (Universidad Nacional de

Córdoba.

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Como propone Cubero (2005), desde una perspectiva constructivista, se puede concebir a la

interacción entre sujetos y de estos con las herramientas como mediadora y promotora del

proceso de enseñanza y aprendizaje.

La interactividad de los procesos de significación que se construyen en clases de ciencias

con tecnología, muestra una problemática que difícilmente puede ser estudiada desde los

resultados o desde las opiniones de quienes participan del proceso, sino que hay un

proceso de construcción o de génesis cognitiva que puede colaborar en la compresión de

los modos de interacción que se ponen en juego, cómo participan en él los sujetos

involucrados, cuáles son las características del lenguaje tecnológico que utilizan, cuáles son

las competencias que se ponen en juego al participar de manera constructiva en estos

procesos.

En estos espacios de interacción complejos se conjugan diferentes niveles de

representación pero también de interpretación y significación que se manifiestan en los

procesos interactivos y su dinámica, que resultaría interesante estudiar.

En el marco de la teoría sociocultural para que una situación de interacción produzca

desarrollo en quien es guiado debe ocurrir o situarse en la ZDP de quien aprende. Según

Baquero (2009), “una buena enseñanza debe operar sobre los niveles superiores de la ZDP,

es decir, sobre aquellos logros del desarrollo todavía en adquisición y sólo desplegado en

colaboración con otros”, de ahí que la enseñanza tiene como función, en este enfoque,

orientar el desarrollo.

El avance en la comprensión de cuándo, cómo y por qué las TIC pueden transformar y

mejorar efectivamente los procesos de enseñanza y aprendizaje requiere de un conjunto

diverso y plural de aportaciones teóricas y empíricas que aborden la cuestión desde

diversas perspectivas y con diversos grados de análisis (Coll, Onrubia, y Mauri, 2008).

En el marco antes descripto, el espacio de interacción es el entramado de relaciones que

acontecen entre la actividad, el contenido, las herramientas tecnológicas y los sujetos

involucrados –docentes, alumnos y diseñadores de las herramientas informáticas- quienes

participan directa o indirectamente en la construcción de los procesos interactivos.

La instrumentación como dimensión de análisis La aproximación instrumental postula que la apropiación de los artefactos por los seres

humanos es el resultado de las transformaciones en el desarrollo de los objetos, las

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personas y las interacciones sociales. Focaliza en la integración del artefacto en la

estructura de la actividad humana y proporciona una descripción conceptual de tal

integración.

Los individuos cambian a los artefactos y los ajustan a sus necesidades y condiciones

específicas, dominan la forma de operarlos, las tareas que pueden llevarse a cabo, y los

métodos que se deben aplicar para hacer las tareas con eficacia. Este es el proceso ―de

acomodación y asimilación ―por el que una persona convierte un artefacto en instrumento.

La genuina apropiación del artefacto es el resultado de transformaciones en el desarrollo de

los individuos, los artefactos y de interacciones sociales. No solo hace que los individuos

modifiquen los artefactos y los ajusten a sus necesidades específicas y condiciones, sino

que ellos adquieren habilidades para operar la herramienta y competencias para identificar

modos y métodos de realizar las tareas con eficiencia.

La escuela sociocultural de la psicología pone a los artefactos en la posición de

intermediarios de la acción humana. En este enfoque se propone el concepto de “acción

mediada” para dar cuenta de la relación psicológica entre el usuario y el objeto de una

actividad a través de herramientas culturales. La acción mediada se considera la unidad de

análisis de la actividad humana y se caracteriza por una tensión irreductible entre el sujeto y

los instrumentos de mediación, posee múltiples objetivos, comprende tanto las limitaciones

como las facilidades para la acción, y una nueva mediación se da cuando existe una

transformación de la acción mediada y de la relación del sujeto hacia el instrumento de

mediación (Rabardel, 2002).

Estas características de la acción humana nos llevan a pensar que la naturaleza de un

artefacto en actividad puede ser entendida identificando el modo como la gente la usa, las

necesidades que atiende, la historia de su desarrollo, y el modo en el que el artefacto forma

y cambia la práctica facilitando y/o limitando acciones.

Metodología Se realiza un análisis cualitativo de los datos donde se privilegian procedimientos

inferenciales para construir categorías. La investigación que enmarca a esta presentación se

desarrolla mediante el empleo de estrategias etnográficas. Puede catalogarse como un

estudio instrumental de casos. Los datos se construyen a partir del empleo de diferentes

tipos de registro: audio, vídeo, notas de campo. La construcción de categorías para intentar

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dar respuesta a las preguntas de investigación privilegia los procedimientos inferenciales a

la luz de los referentes conceptuales adoptados.

El escenario de investigación se conformó a partir de las clases de Física de dos cursos de

segundo año de nivel polimodal 2 , en las que se trabajó el tema campo eléctrico con

simulaciones computacionales educativas. Ambos cursos estaban a cargo del mismo

docente y era frecuente realizar las tareas de a pares. Las clases en las que se obtuvieron

los registros que en esta presentación se analizan fueron realizadas en el laboratorio de

informática.

El artefacto utilizado consta de un hipertexto con cuatro nodos, tres que contienen

simulaciones de distinto grado de dificultades respecto del concepto de campo eléctrico y

una cuarta página o nodo con información complementaria.

Los estudiantes realizaron la actividad3 de a pares sobre una computadora, con la guía de

trabajo propuesta por el docente como complemento a las actividades en clases previas en

las que habían trabajado sin simulaciones. Cada par de estudiantes se constituyó en un

caso de estudio, conformando 8 casos en total. El trabajo de a pares promovió el diálogo

entre ambos estudiantes durante la sección de trabajo permitiendo obtener registros de

explicaciones, opiniones y pareces sobre lo que veían y lo que consideraban debían hacer.

Se registraron, de manera integrada y en formato digital, las acciones en pantalla y los

diálogos, entre los estudiantes del par y con el docente. Se utilizó el software Freez Screen

Video Capture4.

Para procesar los registros de audio y video se utilizó el software TRANSANA5, que permite

transcribir los diálogos, identificar clips de video de interés, asignar palabras claves,

organizar y reorganizar los clips, explorar relaciones entre palabras clave.

De la simulación al instrumento de conceptualización A los fines de analizar una sesión de interacción con el empleo de un recurso digital en clase

de ciencias se trató de identificar acciones que determinan cambios en el desarrollo de la

actividad. Por ejemplo, la lectura de una consigna o la intervención del docente pueden

2 Cursos del Colegio Ernesto Sábato de la ciudad de Tandil, dependiente de la Universidad Nacional

del Centro de la Provincia de Buenos Aires. 3 En adelante nos referiremos a todo lo que los alumnos hagan en términos de la actividad como

aquello integral que engloba su accionar durante la clase. 4 Puede descargarse gratis de http://www.smallvideosoft.com/download.php

5 Puede descargarse de http://www.transana.org/

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producir una reorientación en el curso de la actividad. También un cambio de simulación

(cambio de artefacto) podría generar un quiebre en la estructura general del argumento, o

un cambio de la persona que manipula el mouse (cambia el sujeto que realiza la acción)

podría modificar la intencionalidad de la acción, etc.

Las acciones que generan cambios en la manera que los sujetos se aproximan al objeto,

denominadas perturbaciones, y fueron identificadas como posibilitadoras para fragmentar

los casos de interacción en un conjunto de segmentos de interacción6, con el objeto de

identificar estilos de interacción o modos de desarrollar la actividad.

Las acciones perturbadoras de la actividad conforman el primer instrumento de análisis para

conocer el proceso. Estas se identificaron y agruparon en categorías a partir de una primera

lectura de todos los casos. La Tabla 1 presenta las perturbaciones identificadas, el código

asignado, una breve descripción de las mismas y un ejemplo de cómo se han reconocido en

los turnos de habla. Una vez definidas las perturbaciones se identificaron y rotularon los

episodios de cada caso.

Para comprender los procesos de desarrollo de la actividad se elaboraron mapas de

la distribución temporal de los episodios identificados a partir de las perturbaciones.

Los mapas de los segmentos de interacción se confeccionaron utilizando el

software.

Tabla 1: Perturbaciones en el proceso interactivo que determinan la segmentación de los datos.

Código Perturbación Descripción Ejemplos (Indicadores)

PIA Inicio actividad Se da comienzo al episodio número 0 de cada caso.

PCS Cambio simulación

Se carga una nueva simulación lo que origina un cambio de pantalla. En este caso los sujetos se enfrentan a una nueva simulación del fenómeno.

- “bueno probemos con la dos <S2>” - “Pará vayamos a la situación uno y vayamos haciendo”

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PLP Lectura de nueva pregunta

Se lee una pregunta guía que aún no ha sido considerada por el par.

- “ ya está, ¿qué representa la simulación?, da detalle de lo que observas” - “¿cómo se modifica la representación a medida que modificás los parámetros?” - ¿El modelo que presenta la simulación es el modelo que has estudiado en clase?”

PIP Ingreso de parámetros

Se ingresan determinados valores a los parámetros que originan cambios en la meta parcial.

- “a ver pongamos una carga” - “pará que voy a poner a ver si se puede un poquito más”

PCM Cambio en la posesión del mouse

El control del mouse pasa a otro integrante del grupo originando que cambie la intención de la acción.

- “a ver permiso”

PID Intervención docente

Intervención que realiza el docente y hace que cambie el foco de la tarea.

- “les falta mucho”

PPA Pedido de ayuda Los alumnos piden ayuda al docente o algún compañero de otro grupo.

- “Profe “podés venir un segundo?”

PAS Aplicación/Sistema

Considera aquellas situaciones en las que ocurren imprevistos relacionados con el cierre de alguna aplicación, ventana o interrupciones del sistema operativo que ocasionan que el alumno interrumpa imprevistamente la secuencia de interacción.

- “segunda parte de la grabación recién se nos cortó todo” - “pará, poné ver pantalla completa”

PFA Fin Actividad

Los alumnos finalizan la tarea propuesta. Realizan acciones que determinan el fin de la actividad. Por ejemplo para guardar archivos y entregar el texto producido.

- profe terminamos ------------------------------------- - les falta mucho? - no ya terminamos - ya está ya terminamos, pará, pará que grabe esto, <FreezScreen>, <Stop>

En la Figura 1 se muestran las perturbaciones identificadas en el registro de un

caso. La gráfica esquematiza el tiempo que transcurre mientras los estudiantes

realizan la actividad. Los rótulos verticales corresponden a las perturbaciones

identificadas, mientras en el eje horizontal se representa el tiempo transcurrido entre

una y otra perturbación dando lugar así a los diferentes episodios. Por ejemplo, E0

es el episodio de inicio de la actividad (PIA). Inmediatamente tenemos un cambio de

simulación (PCS) dando lugar al comienzo del episodio E1 que transcurre hasta los

10 primeros minutos de la sesión de clase.

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La evolución de la actividad es hilvanada por la lectura de preguntas (PLP) y por el

cambio de simulación (PCS). Se identificaron dos períodos orientados por la tarea,

uno abarca los episodios E3, E4 y E5; mientras el segundo por los episodios E13,

E14 y E15.

Figura 1: Perturbaciones de acción en una sección que originaron los distintos episodios para el Caso 1. Representadas por barras que indican tipo de perturbación (color del relleno), inicio y final del episodio (contorno) y duración (la longitud de la barra).

En el período intermedio [E6, E11] la actividad se centra en la comprensión del

fenómeno simulado. (E6, E7, E8, E9, E10 y E11), con dos (E8 y E9) pedidos de

ayuda (PPA) al docente. Un comportamiento no esperado de la representación de

carga generadora del campo motiva una consulta al docente y marca el inicio del

episodio (E8). Luego consultan nuevamente al docente (E9) al observar que a pesar

de ingresar valores pequeños para la carga de prueba, la carga generadora no se

comporta de la manera esperada. En ambas instancias, el docente dialoga con los

alumnos sobre el ingreso de parámetros y sobre cómo interpretar la visualización de

la interacción pero no genera cambios en la acción. En este caso, ninguno de los

episodios es originado por esta perturbación intervención docente (PID).

Del análisis de las “Perturbaciones” para todos los casos se pudieron identificar dos

tipos de recorridos. Uno guiado por la lectura de nuevas preguntas (PLP), y otro

guiado por el cambio de simulación (PCS).

En todos los casos, durante los 10 primeros minutos de iniciada la actividad se

cambia de simulación. En la mayoría de los casos la actividad comienza con una

exploración del entorno, en 5 casos por PCS y en 2 por PIP) y en uno se inicia con la

lectura de nuevas preguntas (PLP). En tres casos, antes de leer las preguntas de la

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guía dedican un periodo para recorrer las simulaciones y probar diferentes valores

de parámetros. Esto se puede asociar con las instancias de conocimiento de la

aplicación (instrumentación) y uso de la aplicación como herramienta de

conocimiento (intrumentalización).

Los cambios en la interacción por el ingreso de nuevos parámetros (PIP) ocurren en

la primera mitad del periodo de duración de la actividad, y aparece en la mayoría de

los casos entre uno y tres veces por caso. Esto podría indicar que la meta parcial de

interacción no les demanda pruebas con distintos valores para los parámetros. En

un caso el recorrido a partir de la lectura de nuevas preguntas (PLP) es interrumpida

por una falla de la aplicación (PAS).

La escasa ocurrencia de episodios que se originan un cambio de posesión del

mouse (PCM) podría explicarse por la división del trabajo establecida por el par de

estudiantes. Las Instancias de negociación de estos roles podrán considerarse

evidencia de la gestión de actividad.

En síntesis, en la mayoría de los casos la actividad es promovida por la tarea, y la

intencionalidad de la actividad se modifica a medida que van respondiendo las

preguntas de la guía. Las preguntas orientadoras son asimiladas en primera

instancia como organizadores de la actividad. En algunos casos, además utilizan

como organizador de segunda instancia el cambio de simulación, ya que para

responder cada una de las pregunta guía interactúan con las tres simulaciones.

Ambos modos de hacer, o accionar, se puede asociar a la naturaleza de las

prácticas educativas.

Una vez que se definieron los episodios, y con el objeto de aproximarnos a la

sintaxis de interacción7 generada en cada caso, se analizó la navegación seguida

por los nodos de información. La navegación (o recorrido hipertextual) se asocia con

las acciones que realizan los estudiantes, y se construye en base a las regularidades

de los siguientes descriptores: número de episodios que componen el caso, cambios

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en la posesión del mouse, cantidad de turnos de habla que ocupa cada episodio y

las características propias de la navegación.

Los motivos identificados son: a) navegación exploratoria (NEX), cuando recorren la

aplicación de manera exploratoria, a modo de familiarización con la funcionalidad; b)

navegación orientada a la tarea (NOT), cuando cambian de simulación para

completar la tarea; c) Navegación para corroborar hipótesis relacionadas con la

herramienta (NHH), en las situaciones que se proponen corroborar el funcionamiento

de las simulación y d) Navegación para corroborar hipótesis relacionadas con el

contenido (NHC), cuando intentan corroborar los argumentos en debate ejecutando

distintas pruebas sobre las simulaciones.

Para identificar estilo se analizan todos los casos en función de sus recorridos

hipertextuales, cuyos resultados se presentan en la Tabla 2.

Tabla 2: Secuencias de navegación identificadas y cantidad de veces en que fueron seguidas en cada uno de los Casos estudiados.

Caso Secuencias identificadas

S1- S2-S3 S1- S2 S1- S3 S2- S3

1 1 1

2 1 2

3 4 4 1 5 1 6 3 1 2 4 7 4 4 12 8 7 3 8

21 9 22 7

Mayoritariamente se identifica la secuencia (S1-S2-S3), que coincide con el orden

establecido en la secuencia didáctica. La secuencia (S1-S3) desestima el paso por

S2, lo que podría estar relacionado con la dificultad que ofrece en complejidad

creciente respecto de S1 y S3. A partir de este mapeo se define la relación

secuencias-cantidad de nodos visitados que determinan los cuatro estilos de

navegación cuyas características se sintetizan en la Tabla 3.

Tabla 3: Estilos de navegación identificados y sus características.

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Estilos de navegación A B C D

Car

acte

rístic

as

Recorrido Lineal Lineal En secuencia En secuencia

Cantidad de nodos visitados

Coincide con cantidad de

simulaciones

Coincide con cantidad de

simulaciones más nodos

complementarios

Se asocian en grupos de

secuencias aleatorias que

se reiteran.

Se asocian en grupos de

secuencias (que al interior son lineales) y

se repiten tantas veces

como preguntas tiene la tarea

Criterio que orienta la navegación

Cantidad de simulaciones

Cantidad de simulaciones

Contenido o herramienta Tarea

Estilo A: se realiza un recorrido lineal por las tres simulaciones. La navegación

avanza en el orden propuesto y la cantidad de nodos visitados es reducida en

relación a la cantidad de turnos de habla. Tres casos presentan este estilo.

Estilo B: se realiza un recorrido lineal por las tres simulaciones, con visitas

frecuentes al nodo complementario. Un solo caso realiza este estilo de navegación.

Estilo C: recorrido es secuencial, que no coincidente con el propuesto. El recorrido

se repetir a medida que avanza el desarrollo de la actividad. La cantidad de nodos

visitados en relación a la duración de la actividad es mayor que en los otros estilos.

Además, se observa que hay un proceso de comparación del funcionamiento de las

tres simulación (NHH) o de intentos de corroborar hipótesis sobre el conocimiento

que se estudia (NHC). Tres casos presentan este estilo.

Estilo D: Se realiza un recorrido secuencial por las tres simulaciones manteniendo el

orden propuesto (S1 S2 S3), y que se repite a lo largo del desarrollo de la actividad,

mientras resuelven las preguntas guías. En un solo caso se identifica este estilo.

Conclusiones En este trabajo se han comentado los resultados derivados de focalizar en el proceso

interactivo que acontece en clases de Física donde se emplean simulaciones para el

tratamiento del contenido campo eléctrico.

En particular se han caracterizado las sucesivas aproximaciones a los resultados a partir de

la identificación de algunos indicadores para describir lo que los estudiantes dicen y hacen

cuando disponen de una simulación para responder a una determinada tarea. Los

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indicadores han permitido avanzar en diferentes niveles de análisis que se muestran

favorables para la comprensión del proceso mediante el cual se van apropiando de la

herramienta.

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