Versión No.4: (Anexo No.10; Modelo de diseño de práctica de laboratorio COLAB)
Se trata de un modelo de práctica de laboratorio real, muy similar a la Versión No.3, con la diferencia fundamental que en el COLAB los equipos de alumnos creados tienen la posibilidad de proponer el modelo físico con el cual darán solución al problema identificado y formulado, lo conciben, diseñan y construyen y aplican los métodos físicos que consideren faciliten la solución del problema para el desarrollo del experimento. Trabajarán de forma colaborativa los integrantes del equipo mostrando valores como la responsabilidad durante el venciendo las etapas establecidas en la metodología propuesta, de las cuales rinden cuenta de su cumplimiento en el período establecido para su ejecución y culminación. Al final, todos los equipos exponen en sesión plenaria los resultados obtenidos que convergen a la solución de un mismo problema, pero por modelos y métodos físicos diferentes, lo cual facilita la contrastación de las diferentes soluciones propuestas.
Lo alumnos debe buscar recursos que se ajusten a sus necesidades poniendo a su disposición con los que cuenta el laboratorio, como resultan los instrumentos de medición y otros accesorios.
Es una actividad de mayor independencia y creatividad respecto a la Versión No.3, en esta oportunidad se desarrolla un mayor por ciento de acciones propias del modo de actuación profesional, incluso, una mayor explotación de los recursos informáticos, de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, la interrelación con un número mayor de fuentes de información y la visita a lugares especializados relacionados con la profesión.
Es de destacar que la etapa de comunicación de los resultados, resulta de gran valor para el aprendizaje de los alumnos, pues esta se realiza en sesión plenaria a diferencia de la Versión No.3, donde se evalúa a cada equipo por separado, ya que en esta oportunidad participan profesores invitados de la profesión y que tienen la posibilidad de indagar sobre el aprendizaje de los conocimientos de la profesión cuyo valor agregado de la práctica de laboratorio ha facilitado, prácticamente se convierte en una evaluación integral de varias disciplinas.
Para la materialización de esta versión No.4, se ha elaborado una metodología tanto para el profesor (Anexo No.11), como para los alumnos (Anexo No.12), que deben conocer con anterioridad), que es extensible o generalizable a cualquiera de las demás versiones, en cuanto a procedimientos del profesor y de los alumnos: Antes, Durante y Después de la actividad tomando como referencia la actividad fundamental que es el EXPERIMENTO. En el Anexo No.15 se muestra la lógica de actuación del proceso.
Otra variante de estructura metodológica: Laboratorios Programados
Basados principalmente en los principios de la instrucción programada, por ejemplo: pequeñas etapas, respuestas activas, verificación inmediata, ritmo propio y evaluación del programa (Moreira, M. y Levandosky, C.A. 1983), en las guías utilizadas los procedimientos y acciones de los alumnos se estructuran por pasos o etapas relativamente pequeños en los que participa activamente, escribiendo o midiendo para dar respuesta a las preguntas de la guía, antes de tener la posibilidad de verificar inmediatamente sus aciertos o errores en cada fase, con las respuestas correctas en el reverso de la hoja (guía).
Esto facilita que puede trabajar con ritmo propio y la evaluación final, es la de la propia guía. Sin embargo, cuando las preguntas de la guía se refieren al experimento o se solicitan al alumno otras actividades (manipular instrumentos, medir, hacer gráficos, etc.) que requieren de su razonamiento y habilidades, en los pasos finales del programa no aparecen respuestas al reverso de la hoja, realizando en este caso la verificación inmediata de sus resultados o la discusión de estos con el profesor.
Se trata de laboratorios altamente estructurados, que se diferencian de los laboratorios tradicionales acusados de ser una receta de cocina y donde el alumno no tiene la posibilidad ni la necesidad de pensar. Son de mayor complejidad didáctica y psicológica para el profesor, respecto a los tradicionales.
Se ha considerado para la elaboración de estas guías de laboratorios programados el modelo de Jaime Gallagher (citado por Moreira, M. y Levandosky, C.A.,;1983), también conocido como "Sistema de Clasificación de Tópicos o modelo tridimensional, cuyas dimensiones serían: el nivel de conceptualización, el estilo de pensamiento y el énfasis dado en el contenido a las habilidades para adquirir un determinado cuerpo de conocimientos, a la vez que se refiere a enseñar al alumno un conjunto de procedimientos o habilidades que lo capacite para enfrentar con éxitos situaciones futuras.
Pudieran encontrarse otras estructuras metodológicas para las prácticas de laboratorio, surgidas en cada época y corriente pedagógica reinante, nos obstante, las diferentes versiones propuestas proporcionan a los docentes una acertada orientación para lograr en los alumnos, lo que realmente se propongan de acuerdo a los objetivos de los programas de estudio, sin embargo, la estructura metodológica esta supeditada, muy estrechamente ligada al contenido de la práctica de laboratorio, que puede incluso determinar cuál estructura metodológica a aplicar en el proceso de enseñanza-aprendizaje y como orientar al alumnos en la elaboración de su estrategia de aprendizaje.
2.3.- ¿Cuál debe ser el contenido de una práctica de laboratorio?
El contenido del aprendizaje es aquel componente (no personal) del proceso docente educativo que determina lo que debe apropiarse el alumno para lograr los objetivos propuestos en el plan de estudio al cual responde tal proceso, y se selecciona de la cultura acumulada en las ciencias, es a través del cual el alumno transforma su pensamiento, donde está presente el objeto y se manifiesta el problema.
Es la concreción didáctica de la cultura que se modifican bajo el influjo de las exigencias de la vida, la producción y de la sociedad, así como de la clase social dominante en la época, razón por la cual agrupa un conjunto de conocimientos que reflejan el objeto de estudio y las habilidades que recogen el modo en que se relaciona el hombre con dicho objeto, manifestando durante el proceso de aprendizaje determinados valores, propiciados por el método de enseñanza empleado por el profesor, al lograr una mayor o menor significación del contenido para los alumnos e incluso para el mismo, en la medida que sea capaz de expresarlo en función de los intereses y necesidades de aquellos, de aquí, que el valor es otra dimensión del contenido, resumiendo entonces que el contenido está conformado por tres dimensiones que en la práctica del proceso no pueden desligarse una de la otra, existiendo entre ellos una fuerte interrelación dialéctica, estas se muestran y describen a continuación:
El contenido de una práctica de laboratorio de Física deberá estar determinado fundamentalmente por los objetivos didácticos (Ver Anexo No.13), y exige del profesor la claridad de los que se pretende con inclusión de la actividad en el proceso de enseñanza-aprendizaje y los objetivos específicos de la misma, por ejemplo:
1.- Una práctica de laboratorio para la formación de habilidades y destrezas, no tiene que estar necesariamente, vinculado a algún contenido de las ciencias, sin embargo, emplearlos aproxima más a los alumnos a hechos reales, más creíbles y se percibe más claramente su utilidad en la formación general e integral.
2.- Una práctica de laboratorio de verificación, predicción, inductiva y de investigación, sí está obligatoriamente vinculada con el contenido de las ciencias que se trate y con objetivos muy específicos dentro de su contexto, dirigidos a resultados de interés para el aprendizaje de los estudiantes, como pueden ser las leyes, las teorías y la resolución de problemas ya resueltos para la comunidad científica, pero nuevos para estos, reconstruyendo lo que en una ocasión hicieron los científicos. Para este caso, el contenido de la práctica de laboratorio deberá tener en cuenta los siguientes criterios:
a.- Si el aspecto conceptual seleccionado facilita la formación de los sistemas de habilidades y valores exigidos en el plan de estudio.
b.- Si el aspecto conceptual es el apropiado para mostrar a los alumnos una concepción científica y holística del mundo, respecto al completamiento de los Cuadros Físicos del Mundo y a la propia historia de la Física.
c.- Si los recursos materiales, humanos e informáticos y el clima satisfacen las exigencias del proceso y no falseen el sentido físico de la actividad docente y el de la ciencia misma.
El contenido ha seleccionar debe garantizar el aspecto organizativo y de dirección del proceso a desarrollar en la práctica de laboratorio, en correspondencia con la Teoría General de la Dirección de la Enseñanza (Talízina, N, 1988), para que los alumnos aprendan haciendo y cuando se trate de que los alumnos transiten por las diferentes fases de un proceso de investigación científica, para lo cual debe cumplir con los siguientes criterios:
1.- La utilización de una situación problemática de la profesión atendida desde la enseñanza de la Física y a través de la práctica de laboratorio. (Objeto de la dirección del proceso)
(Se deberá elaborar un banco de problemas que faciliten las situaciones que se pudieran formular a los alumnos desde la Física para las diferentes disciplinas del plan de estudio de la carrera).
2.- La existencia real de recursos materiales (equipos e instrumentos de laboratorio, literatura especializada impresa y en formato electrónico, software didácticos y de procesamiento estadístico y otros accesorios), y humanos (profesor, alumnos y personal especializado) en función del problema a identificar y sus posibles vías de solución planteadas por los alumnos. (Estados de Transición)
3.- Contenidos de Física precedentes en los alumnos relacionados con el seleccionado para la práctica de laboratorio, en función del problema a resolver (Nivel de partida)
La selección del contenido de una práctica de laboratorio lo determina el carácter desarrollador e integrador de la actividad en cada uno de sus dimensiones: en lo conceptual, en lo procedimental y en lo actitudinal en los alumnos, con la adecuada aproximación al modo de actuación profesional y el logro de un aprendizaje significativo de la Física.
Como se trata del proceso de formación y de desarrollo de los alumnos, debe tenerse en cuenta los niveles de desarrollo psíquico formulados por Vigotski, L.S. (1989), estos son:
1.- El nivel actual de desarrollo actual, como resultado de los ciclos de enseñanza ya concluidos.
2.- Zona de Desarrollo Próximo, definida como la distancia entre el nivel de desarrollo actual, lo que sabe, determinado por la capacidad de resolver independientemente un problema, y el nivel de desarrollo próximo, lo que puede llegar a saber y a hacer, determinado a través de la resolución de problemas bajo la guía o mediación de un adulto o en colaboración con otro mas capaz".
En este segundo nivel se incluyen los conocimientos nuevos de Física y de la profesión, insertados en el proceso de enseñanza-aprendizaje, como consecuencia de la aplicación del Principio Interdisciplinar-Profesional, por cuanto son estos los que van a tender a un nivel de desarrollo superior de ese individuo en el proceso de solución del problema, para lo cual necesitará de la ayuda de otros más desarrollados, presentes en las diferentes y variadas fuentes de información a consultar en la búsqueda de la solución de los problemas identificados y formulados, como resultado de la interiorización consciente del soporte cognitivo, procedimental y científico de la profesión. Tal situación asegura en los alumnos un elevado nivel psíquico vocacional y de profesionalidad desde los primeros años de estudio en los que reciben la Física en el llamado ciclo básico de formación.
De acuerdo con lo planteado y suponiendo que la práctica de laboratorio se ponga en función del desarrollo integral de los alumnos, con significación para su aprendizaje y formación profesional, se puede resumir que la selección del contenido de la práctica de laboratorio de Física, se rige por tres niveles, en los que juega un papel importante la coordinación con los profesores de la carrera que corresponda, al cooperar con la elaboración del escenario profesional, así como los criterios, opiniones e incluso hasta propuestas de los alumnos una vez explicado el sistema de prácticas de laboratorio, estos niveles son:
Nivel No.1: Los contenidos de Física obtenidos por los alumnos en enseñanzas precedentes en el tema seleccionado.
Nivel No.2: Los nuevos contenidos de Física establecidos en los programas de las asignaturas Física en la universidad.
Nivel No.3: Los contenidos de las disciplinas de la carrera de Geología, relacionados con los contenidos de Física.
Como podrá constatarse, los criterios de selección el contenido de las prácticas de laboratorio, está muy bien identificados y definidos, constituyendo, prácticamente, normas para lograr un eficiente y significativo proceso de enseñanza-aprendizaje en esta forma de enseñanza e inducen al profesor a pensar y proponer métodos que satisfagan tal selección.
2.4.- ¿Qué métodos se deben emplear en una práctica de laboratorio?
El método es otro de los componentes del proceso docente educativo y se refiere al "cómo" se desarrolla el proceso para alcanzar el objetivo, es decir, el camino, la vía que se debe escoger para lograr el objetivo del modo más eficiente, lo que equivale a alcanzar el objetivo, pero empleando el mínimo de recursos humanos y materiales e implica también un orden o secuencia, es decir una organización del proceso en sí mismo. (Álvarez de Zayas, C. 1996)
Para las prácticas de laboratorio, el método es el orden, la consecutividad de las acciones que ejecuta el alumno para aprender y el profesor para enseñar. De ese modo si el objetivo es que el alumno verifique el cumplimiento de una ley física, el método de aprendizaje deberá situar al alumno ante situaciones que lo induzcan a la verificación: observar el comportamiento de los objetos, determinar sus características y encontrar las regularidades que determinen la ley buscada en correspondencia con esas características y comportamiento de los objetos.
El método es la organización interna del proceso docente educativo, es la organización de los procesos de la actividad y la comunicación que se desarrollan en el proceso docente para lograr el objetivo.
La clasificación de métodos expuesta por Álvarez de Zayas, C.(1996), los propone a partir de los siguientes criterios:
Respecto al grado de participación de los sujetos.
Expositivo.
Elaboración Conjunta.
Trabajo Independiente.
Sobre la base del grado de dominio que tendrán los alumnos.
· Reproductivos.
· Productivos.
· Inherentes a la lógica del desarrollo del proceso de enseñanza-aprendizaje en:
· Introducción del nuevo contenido.
· Al desarrollo y domino de habilidades.
· A la evaluación del aprendizaje.
El método es objetivo y apropiado si corresponde al objeto que se estudia y se haya indisolublemente ligado a la teoría así como al paradigma que se abrace, que determinará cómo se deberá desarrollar la práctica de laboratorio, que en muchas ocasiones no se aplica un método único sino una combinación de varios de ellos, razón por la cual, no es aconsejable plantear y mucho menos afirmar que debe emplearse este o aquel método.
En la actualidad se aplican en las prácticas de laboratorio los métodos productivos como la enseñanza problémica y heurística, el aprendizaje basado en problemas, el aprendizaje colaborativo, por cuanto se pretende que los alumnos creen y se identifiquen con los métodos propios de la investigación científica, aprendan haciendo y que impliquen que el alumno sea capaz de "descubrir" nuevos contenidos, hacer ciencia, a través de la solución de problemas para los cuales no dispone de todos los conocimientos necesarios y se avoque a la búsqueda de adecuado niveles de ayuda.
El método o métodos aplicados a la práctica de laboratorio determinan, fundamentalmente, la técnica operatoria a emplear para el desarrollo de la experimentación, pero desde la orientación para la autopreparación y las conclusiones de la actividad ya se habla de método de enseñanza-aprendizaje, pues de acuerdo a como se realice la orientación se logrará un aprendizaje memorístico o productivo y prácticamente determinada además, la evaluación del proceso y el aprendizaje del alumno.
La técnica operatoria es considerada entonces como un subsistema del método, que como tal conforma una parte de éste y se vincula con el cumplimiento de objetivos parciales. Corresponden a las acciones especiales para recolectar, procesar y analizar la información que implican un conjunto de procedimientos.
Los procedimientos son aquellas operaciones que integran el método a través de la materialización de las acciones implicadas en su estructura, que interrelacionadas permiten alcanzar los objetivos. Los procedimientos se relacionan más con las condiciones en que se desarrolla el proceso y están condicionados por el medio que se utiliza, mientras que el método conformado por procedimientos esta relacionado con el fin, con los objetivos
Los métodos a aplicar en el desarrollo de una práctica de laboratorio, depende en gran medida de los recursos disponibles, tanto materiales como humanos, tanto reales como virtuales, por ejemplo: del montaje experimental, equipamiento e instrumentación disponibles, la preparación del personal docente, así como las posibles fuentes de errores, por cuanto la modernización y automatización los reducen, pero implican una reforma en los modos de actuación y de pensamiento tanto de los alumnos como de los mismos profesores, y por tanto de los métodos y procedimientos a aplicar en la conducción del proceso de la práctica de laboratorio, tecnologías que resultan ventajosas en determinadas condiciones, pero en otras atenta contra el eficiente proceso formativo de los alumnos, lo cual se explicará más adelante cuando se trate el tema de las prácticas de laboratorios virtuales, sus ventajas, desventajas y cómo y cuándo usarlas.
En resumen se puede afirmar, a criterios de los autores, que el proceso de enseñanza-aprendizaje dirigido en una práctica de laboratorio está dado por una combinación de métodos determinados por los siguientes aspectos que facilitarán establecer un clasificación de las prácticas de laboratorio:
Por el carácter de interacción sujeto-objeto
- Por el carácter de interacción sujeto-sujeto
El carácter metodológico.
Los objetivos didácticos.
El carácter de realización.
Su carácter organizativo docente.
- Por su aporte al aprendizaje
2.5.- Clasificación de las prácticas de laboratorio.
A pesar de que aún no existe un consenso entre los docentes, en cuanto a las funciones y/u objetivos específicos de las prácticas de laboratorio, los autores de esta monografía consideran que esta propuesta de clasificación permite al docente hacer una valoración generalizada sobre el carácter de realización y rol determinante de esta actividad dentro del proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias.
Las experiencias acumuladas por los autores y otras de investigadores consultados, dedicados al tema o no, del país y del extranjero, permitieron establecer los criterios de clasificación que se exponen, a través de los cuales se manifiesten en la práctica de laboratorio: el modo en que puede desarrollarse y contextualizarse, consecuentemente con las necesidades materiales de equipamiento e instrumentos de medición, incluyendo los software didácticos para la virtualización de la enseñanza, los criterios que el profesor encargado disponga para organizarlas dentro del proceso y en la propia actividad (en el aula o fuera de esta), lo que debe responder a una estrategia didáctica que satisfaga el cumplimiento de los objetivos del programa de estudio y las exigencias del modelo del profesional de que se trate. Escuchar los criterios de los profesores que integran el colectivo de la disciplina y del año, contribuyen a la organización de las mismas e incluso en la obtención de los resultados, cuando se requiere de la formación integral de los alumnos.
La nueva clasificación expuesta en el Anexo No. 13 y que se describe a continuación, parte de una primera versión 1.0, propuesta por dos de los autores (Crespo, E.J. y Álvarez, T. 2001) y en la que ha ampliado los criterios de clasificación.
A continuación se ponen a consideración los criterios de clasificación, con los cuales se pretende identificar, desde su concepción y diseño, las diferentes prácticas de laboratorio a desarrollar en el proceso de enseñanza-aprendizaje de cualquier ciencia, previamente organizado y planificado tanto espacial como temporalmente y en los cuales están implícitos todos los componentes personales y no personales que caracterizan a dicho proceso de formación. Estos criterios son:
- Carácter de interacción sujeto-objeto: Real y Virtual.
- Carácter de interacción sujeto-sujeto: Personalizada y Colaborativa
- Carácter metodológico: Abierto, Cerrados (Tipo receta) y Semicerrados o Semiabiertos.
- Objetivos didácticos: De habilidades y destrezas, De verificación, De predicción, los Inductivos y los de Investigación
- Carácter de realización: Frontal, Por ciclos, Diferenciada, Convergentes.
- Carácter organizativo: Temporal, Espacial y Semitemporal o Semiespacial.
- Aporte al aprendizaje: Exclusiva y Agregada
El establecimiento de estos criterios de clasificación debe conducir la reconocimiento de estos como reglas que permitan identificar la función fundamental de la práctica de laboratorio en cada caso específico dentro del proceso de enseñanza-aprendizaje y contribuir a la obtención de un consenso entre todos los docentes de la utilidad en la formación intergral de los alumnos.
Como se ha planteado en otra ocasión, para el establecimiento de estos criterios de clasificación, se han tenido en cuenta los reconocidos por Perales Palacios, F.J. (1994), respecto a una clasificación propuesta para los Trabajos Prácticos en los que incluye los laboratorios docentes y resulta una clasificación que contribuye a la consideración de los métodos a aplicar en la práctica de laborarorio y a la reflexión de los profesores respecto a la identificación y orientación de hacia dónde dirigirán sus esfuerzos y recursos en el aprendizaje y la formación integral de sus alumnos.
Si bien es importante declarar la estructura de clasificación de las prácticas de laboratorio, es indispensable reseñar cuáles son las características esenciales de cada uno de los calificativos que se expresan a continuación:
Práctica de Laboratorio Real: La interacción de los sujetos se manifiesta con objetos auténticos, reales y palpables, jugando un papel fundamental la manipulación de los mismos.
Práctica de Laboratorio Virtual: La interacción de los sujetos se produce con modelos de objetos (diseños experimentales, procesos y fenómenos físicos), diseñados (simulados) con la aplicación de softwares educativos programados en las computadoras, desempeñando un papel fundamental la aplicación de esta tecnología en el proceso de enseñanza-aprendizaje.
Personalizada: Es una actividad en la cual el alumno ejecuta todas las acciones y operaciones de forma individual, interactuando personalmente con el profesor o personal docente encargado y desarrollándola de forma individual e independiente. En la actualidad no es muy frecuentemente usada, encontrando como variante, colocar dos alumnos por puesto de trabajo, que no conduce a un trabajo puramente colaborativo y se hace siguiendo una guía y actividad del tipo cerrada.
Colaborativa: Consiste en el desarrollo de la práctica de laboratorio por grupos de trabajo creados, siguiendo el criterio de la heterogeneidad en los aspectos: sexo, nacionalidad, procedencia académica, rasgos familiares y afectivos, y otros que el profesor considere. Los grupos de trabajo conformados por un número impar de integrantes, de manera que prime en la organización y planificación del trabajo, y en su dirección, el consenso de la mayoría. Es una actividad que por lo general se ha orientado a la realización de un proceso de investigación científica, en la búsqueda de una solución a un problema identificado y formulado, con adecuados niveles de ayuda en diferentes fuentes de información, donde la colaboración consciente y responsable de cada integrante, tributa al logro del resultado final y por tanto, al cumplimiento de los objetivos.
Abiertos: Parten del planteamiento de una situación problemática, en la cual el alumno identifica un problema, cuya solución debe conducirlo a la experimentación con modelos y métodos físicos propuestos por el profesor o por los mismos alumnos, como vía de constatación de las conjeturas e hipótesis enunciadas como vía de solución.
Cerrados "Tipo Receta": Se ofrece a los alumnos en una guía, todos los conocimientos y procedimientos bien elaborados y estructurados, solamente tienen que estudiar el algoritmo del documento facilitado a este fin y posteriormente realizar (reproducir) cada una de las operaciones que se orienten, al pie de la letra sin salirse del mismo.
Semicerrados/Semiabiertos: Resulta de una combinación de los dos anteriores, no se le facilitan a los alumnos todos los conocimientos elaborados y con el empleo de situaciones problémicas se motivan a indagar, suponer y hasta de emitir alguna conjetura e hipótesis, que tendrá que constatar a través de la experimentación. En este tipo de práctica de laboratorio, aún se establecen las operaciones que deben realizar. Dentro de esta clasificación se consideran las práctica de laboratorio programadas, donde el alumno puede encontrar la solución a las interrogantes planteadas durante el desarrollo de la actividad, verificarlas y autocorregirse.
De Habilidades o destrezas: Está dirigido a desarrollar en los alumnos hábitos, habilidades y destrezas de manipulación y medición con los instrumentos y equipos, las técnicas en un laboratorio, así como con los métodos de procesamientos estadísticos de los datos experimentales. Se incluye la utilización y aplicación de las tecnologías de la información y las comunicaciones, orientadas a un fin específico..
De Verificación: Dirigido a la verificación o comprobación experimental de los conocimientos de la asignatura, que incluye leyes y principios físicos, el comportamiento de magnitudes físicas expresadas en ecuaciones matemáticas y el análisis de un proceso o fenómeno estudiado.
De Predicción: Se dirige la atención del alumno hacia un hecho, proceso, fenómeno o manifestación física en un montaje experimental dado tanto real como virtual, de forma que sea capaz de predecir el comportamiento de las magnitudes físicas involucradas, así como identificar la teoría en que se que fundamenta tal hecho, lo que conllevaría a una verificación posterior para darle continuidad lógica a la experimentación.
Inductivos: A través de tareas bien estructuradas se va orientando y conduciendo al alumno paso a paso, para que desarrolle un experimento cuyo resultado desconoce. Se emplea la conversación heurística, introduciendo cuestiones problemáticas que provoque estados emocionales de duda e inseguridad en los alumnos respecto a lo resultados obtenidos e induzca a la metacognición en el aprendizaje.
De Investigación: Es un tipo de actividad integral, precedida de una situación problemática y en la que se manifiestan los demás clasificaciones dentro del mismo criterio. El alumno transita por diferentes fases y acciones propias de cualquier proceso de investigación científica, pues se propicia desde la exploración de la realidad hasta la generalización del método y la comunicación de los resultados en la discusión y defensa del informe técnico, como parte del sistema de evaluación. Pueden surgir propuestas de presentación en eventos científico estudiantiles u otras actividades de características similares.
Frontales: Todos los alumnos realizan la práctica de laboratorio con el mismo diseño experimental (modelo y método físico) e instrucciones para su desarrollo. Casi siempre se realizan al concluir un ciclo de conferencias de determinado tema y se utiliza como complemento de la teoría. Se debe disponer de todos los recursos materiales necesarios para equipar varios puestos de trabajo que satisfagan la cantidad de alumnos y se pueda lograr la independencia de los alumnos en el trabajo de laboratorio. Se pueden formar equipos de trabajo de un número razonable de integrantes. Este tipo de actividad permite al profesor iniciar con una introducción y culminar con conclusiones, ambas de carácter generalizador. Se pueden utilizar para la inducción y la investigación en elaboración conjunta, en cooperación.
Por Ciclos: El sistema de prácticas de laboratorio se fracciona por subtemas, según la estructura didáctica del curso, siguiendo como criterio las dimensiones del contenido. Es una variante ante la situación de dificultades con los recursos y su realización de forma Frontal, pues se necesita equipar menor cantidad de puestos de trabajo de un mismo diseño experimental (modelo físico) y que las experiencias de los alumnos puede ser transmitida de unos a otros, lográndose un mayor trabajo colaborativo y comunicativo, una mejor autopreparación para el desarrollo de la actividad.
Como toda forma de organización docente académica, se estructura siguiendo las etapas: de introducción, de desarrollo y conclusiones, pero como es obvio, el profesor no podrá hacerlo de forma generalizadora como en el caso de los frontales, pues tratará contenidos diferentes en cada montaje experimental. Los alumnos rotan por cada puesto de trabajo, según una planificación, después de conformar los equipos de trabajo, hasta concluir el ciclo. Exige una mayor preparación y dominio del profesor y de los alumnos, garantizando a estos las diferentes orientaciones (guía).
Diferenciadas: Se desarrollan sobre diseños experimentales permanentes, y por lo general únicos de su clase, cada puesto de trabajo corresponde a un contenido diferente (Temas) de la asignatura. Los alumnos se encuentran en el laboratorio ante una situación que requiere de un mayor esfuerzo en la autopreparación y, por tanto, una mayor independencia, pues van transitando por cada montaje experimental, encontrando la dificultad de no haber recibido el contenido de la práctica de laboratorio en las conferencias.
Por lo general se usa cuando no se cuenta con el equipamiento suficiente y sólo se puede diseñar un experimento de cierto contenido o tema. La introducción y las conclusiones de la actividad se particularizan a cada equipo de alumnos en su puesto de trabajo, lo que requiere de un trabajo metodológico más dedicado por el personal encargado.
Convergentes: La convergencia consiste en dar solución a un mismo problema, el cumplimiento de un mismo objetivo en la actividad orientada, pero resuelto a partir de diferentes propuestas de los alumnos, de modelos físicos y otros a sugerencia del profesor, que conlleva además, a la aplicación de diversos métodos físicos para encontrar la ecuación de trabajo.
Todo el esfuerzo de los alumnos y el proceso que desarrollen converge a una misma solución, lo cual facilita la contrastación de los resultados y de las vías de solución. Es una práctica de laboratorio para la cual, los alumnos diseñan el experimento y construyen el montaje experimental (modelo físico) con la ayuda del profesor y recursos conque cuente el laboratorio. Es una actividad dirigida a la creatividad y al trabajo colaborativo de los alumnos, donde lo fundamental es el proceso que desarrollen y las experiencias y aprendizaje adquirido.
Puede resultar que utilicen modelos físicos que se emplean en otros tipos de prácticas de laboratorio, pero eso no desacredita las potencialidades de este tipo de actividad. Por lo general, se realizan en horario extraclase, pero dentro de un período establecido, en el cual se intercalan otras prácticas de laboratorio que contribuyen al desarrollo de esta, en cuanto a aprendizaje conceptual y procedimental se trata.
Temporales: Las prácticas de laboratorios se planifican en el horario docente con un tiempo de duración establecido, para que sea de estricto cumplimiento por los componentes personales del proceso. Estas se ubican casi siempre posterior a la impartición de los demás tipos de clases concebidas en el programa de la asignatura, de forma que se complete un ciclo de contenidos y/o de formación de conocimientos, hábitos, habilidades y valores en el proceso de enseñanza-aprendizaje.
Todas los tipos de prácticas de laboratorio se planifican dentro de un período de tiempo, pero en este caso se refiere a las concebidas dentro del horario docente.
Espaciales: Se informa a los alumnos al inicio del curso escolar el sistema de prácticas de laboratorio para darle cumplimiento a los objetivos del programa de estudio de la asignatura. Estos deciden en qué momento (intervalo espacial) realizarán las prácticas de manera independiente, pero siempre atendidos en el laboratorio por el personal encargado. Algunos docentes prefieren llamar a este tipo de práctica de laboratorio como "Libres".
Semitemporales/Semiespaciales: Se consideran un término intermedio entre las dos anteriores, debido a que se establece un límite espacio-temporal en su planificación docente, para que los alumnos puedan y deban realizar las prácticas de laboratorio correspondiente a determinado ciclo de los contenidos. Los alumnos deciden el orden y frecuencia de realización de las prácticas, teniendo en cuenta que deben haber cumplido el ciclo en un límite de tiempo prefijado para poder pasar a un próximo subsistema (ciclo) de prácticas.
Estas dos últimas clasificaciones requieren un mayor sentido de la responsabilidad en los alumnos y preparación de los profesores y personal encargado.
Exclusiva: Se trata de una clasificación que corresponde a una práctica de laboratorio pertenece a un único contexto de las ciencias, por ejemplo, de la Física, que solo reporta conocimiento y habilidades de esta ciencia en específico.
Agregada: Se refiere a una práctica de laboratorio que reporta al aprendizaje de los alumnos contenidos de otras ciencias o disciplinas concebidas dentro del plan de estudio de la carrera, especialidad o profesión, en la cual se forman. Dan la posibilidad de apreciar las relaciones entre las ciencias y hacer significativo el aprendizaje de la ciencia a que corresponda la práctica de laboratorio.
Por ejemplo, una práctica de laboratorio de Física dedicada a medir y estudiar el comportamiento de la aceleración de la gravedad, puede hacerse extensiva para los alumnos de Geología, al vincularlos con el método de investigación geofísico de prospección gravimétrica y e los instrumentos empleados, apropiándose de este contenido a partir del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física, de aquí el valor agregado de la práctica de laboratorio de Física en la formación del ingeniero geólogo.
Los diferentes criterios de clasificación para una práctica de laboratorio, permite identificar como una combinación de sus diferentes manifestaciones en el proceso de enseñanza-aprendizaje, por ejemplo: la práctica (X) puede ser REAL–COLABORATIVA-ABIERTA- DE INVESTIGACIÓN-CONVERGENTE-TEMPORAL-AGREGADA.
Por otra parte, esta clasificación puede incitar a establecer criterios favorables u opuestos entre los docentes y personal en materilizarlas, fundamentalmente respecto a la amplia gama de opiniones entre docentes e investigadores acerca de los objetivos que se pueden alcanzar mediante estas actividades prácticas, sobre las modalidades más convenientes para lograrlos y sobre posibles planteamientos de reformas, coindidiendo con González E. (1994) al plantear que las prácticas de laboratorio siguen estando asociados con la idea de la "revolución pendiente" de la enseñanza de las ciencias, que reaparece cada vez que los docentes sientan que es necesario introducir modificaciones profundas en la enseñanza de éstas, para favorecer la motivación y sobre todo, la obtención de un egresado de los diferentes niveles de enseñanza más capacitado desde los puntos de vista cognitivo, procedimental y actitudinal.
2.6.- El control del aprendizaje en la práctica de laboratorio: La evaluación.
La evaluación es otro componente no personal del proceso de enseñanza-aprendizaje y es a través de esta, que se expresa la medida cuantitativa y cualitativa del proceso de asimilación o aprendizaje de los alumnos respecto al cumplimiento de los objetivos propuestos, cuyos resultados deben ser analizados y valorados desde la perspectiva del profesor y la de los alumnos, al evidenciar, hasta cierto punto, la medida de la labor desempeñada por cada cual en el proceso, asi se tiene: la efectividad y eficacia de la enseñanza y la calidad del aprendizaje.
El tema de la evaluación del aprendizaje es aún un tema controvertido entre los docentes, fundamentalmente en cómo evaluar y en qué momento hacerlo, que exprese realmente si el alumno aprende y si ha adquirido la habilidad.
El acto de la evaluación debe tener significado tanto para el profesor como para el alumno desde perspectivas diferentes, pero con un mismo fin, el cumplimiento de los objetivos de una asignatura. Constituye sin lugar a dudas, una preocupación constante de quien tiene la responsabilidad de concebirla, elaborarla y aplicarla, y esta situación se agudiza en el caso de la evaluación del aprendizaje conceptual y procedimental en una práctica de laboratorio, en la que están presentes muchas variables a tener en cuenta para constatar el estado de desarrollo de los alumnos.
Es necesario aclarar que existen tres procesos de control del aprendizaje que suelen ser confundidos en tal sentido, y que implican acciones diferentes por parte del que evalúa, estos son: la valoración, la calificación y la evaluación.
El primero de estos procesos mencionados, "la valoración", ocurre durante toda la actividad y la realiza el profesor, el cual no informa al alumno de modo directo el resultado del control, aún cuando algunas posiciones adoptadas por él, indiquen al alumno el estado valorativo que posee éste de su persona y conocimiento, y del grupo en que se encuentra en el contexto de esa actividad específica.
La valoración más efectiva del estado de desarrollo del alumno se realiza a modo de diálogo o conversación heurística, y la mejor valoración que se hace es induciendo a la autovaloración o a la metacognición, acciones mentales de gran importancia en el desarrollo del intelecto, en las que se manifiestan un gran número de operaciones lógicas del pensamiento, como lo son: la comparación, el análisis, la modelación, la síntesis, la interpretación, etc., y es por ello que se ha de insistir en su fomento en el proceso formativo del alumno.
El proceso de valoración conduce inexorablemente a la "calificación", la cual constituye la expresión cuantitativa o cualitativa, en cifra, símbolo o cualquier otro signo que exprese el criterio subjetivo del proceso de asimilación o de la marcha del evento valorado, dígase aquí, desempeño de alumnos o del grupo de alumnos durante el proceso de enseñanza-aprendizaje.
La descripción antes expuesta de la valoración y la calificación, los convierte en dos grandes acciones para la "evaluación", contenida en la fase de control que se describe como final en cualquier actividad.
La evaluación es entonces, una acción del control que procede al final de cualquiera de las formas organizativas del proceso de enseñanza-aprendizaje para un tema, asignatura, unidad, etc., pero no debe confundirse con el control, el cual informa el estado de la ejecución de las diferentes etapas de un proceso, es una función de la dirección de cualquier proceso, que expresa la medida de cómo marcha dicho proceso y se cumplen objetivos parciales o la aplicación de determinadas orientaciones, de cierto modo se hace una valoración del proceso o evento.
En el Anexo No.14 se muestra un esquema de las diferentes facetas, que por lo general, deben tenerse en cuenta en el proceso de evaluación de la práctica de laboratorio, desde la concepción y diseño de la actividad hasta la interacción entre los diferentes componentes personales que intervienen.
2.6.1.- ¿Cómo y qué evaluar en una práctica de laboratorio?
La estructura organizativa concebida de la práctica de laboratorio, que consta de las partes: Introducción, Desarrollo y Conclusiones, prevé la estructura de la evaluación de la actividad, estas partes prácticamente pre-establecen el cómo evaluar en la práctica de laboratorio.
En cada etapa se considerarán las valoraciones realizadas, que se llevarán en un registro como control de las diferentes manifestaciones de aprendizaje de los alumnos, en correspondencia con las orientaciones dadas y expresión máxima del cumplimiento de los objetivos, emitiendo una evalución final en los momentos finales de estas, a manera de autorización para continuar en la actividad o dentro del sistema de prácticas de laboratorio.
Para evaluar en la práctca de laboratorio se propone la confección de una tabla, similar a la representada, donde el profesor registra el desenvolvimiento y desarrollo de los alumnos, emplenado letras, símbolos o números y permita al profesor visualizar el control del aprendizaje y evaluación de la práctica de laboraotorio, cuyo diseño puede variar de acuerdo a las exigencias y complejidad de dicha actividad, por ello, el formato que se propone podría tener tantas columnas por etapas como lo considere el profesor:
No. lista | Introducción | Desarrollo | Conclusiones | Eval Final | ||||||||||
Auto Prep. | Control | Mediciones | Proced | Base de datos | Control | Informe | Defensa | Control | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | |||||||||||
1 | ||||||||||||||
2 | ||||||||||||||
Se propone a continuación discutir qué evaluar en cada etapa de la actividad:
En la etapa de Introducción:
Se valora el nivel de autopreparación, correspondiente a la verificación de la dimensión conceptual del contenido, a partir de resúmenes hechos, donde se observe la descripción de los experimentos a realizar y la fundamentación física correspondiente, conjuntamente al escuchar o leer respuestas a cuestiones seleccionadas que se hacen de forma oral o escrita.
Durante el diálogo, que puede planificarse de forma individual o con todos los miembros del equipo de trabajo, se debe percibir la interacción con las diversas fuentes de información, el estado de conocimiento de los objetivos y la claridad del problema a resolver con la práctica de laboratorio y el dominio de la estrategia a seguir durante el desarrollo de la misma, etc.
De acuerdo a los resultados generales obtenidos y la valoración del profesor, se autoriza o no al alumno a permanecer en el laboratorio para el desarrollo de la segunda etapa, la parte experimental. El alumno si tiene que tener conocer qué va a hacer y cómo, en la práctica de laboratorio, es determinante para su aprendizaje futuro.
En la etapa de desarrollo del experimento:
Previa conformación de los equipos o grupos de trabajo, pues se mantiene el criterio de la no individualidad para el desarrollo de la práctica de laboratorio, se procede a indagar con los integrantes el procedimiento a seguir y las mediciones, cómo manipular y medir los instrumentos de medición dispuestos en el puesto de trabajo, priorizando los nuevos, respecto a su no existencia en prácticas anteriores y sobre los conocidos, para la sistematicidad de la habilidad de medir.
Se busca la oportunidad para cuestionar, sobre la precisión de la medición y otros detalles necesarios en esta etapa, de manera que se pueda valorar si los alumnos saben lo que están haciendo y hacia dónde dirigen la experimentación.
Los controles están dirigidos a la valoración de la ejecución de las acciones orientadas, las habilidades, destrezas, etc., es decir, dirigida a las dimensiones procedimental y actitudinal del contenido de la práctica de laboratorio, de modo que se garantice el adecuado enlace de retorno, la regulación del aprendizaje o proceso de interiorización y de asimilación (Talízina, N. 1988), a través del cual, el profesor se informa sobre la marcha del proceso de asimilación de los alumnos (lo valora), y resulta una buena oportunidad para corregir los posibles errores y estimular el estado afectivo-emocional de estos, con el empleo de la autorregulación de su aprendizaje mediante la metacognición.
Al concluir la experimentación se valora la base de datos obtenida, con el objetivo de detectar a tiempo errores que perjudiquen su procesamiento y resultados finales.
La etapa de las Conclusiones_
Por lo general la realizan fuera del horario docente, extraclase, e implica todo el procesamiento de la base de datos y la elaboración del informe, que muestra al profesor previo a la evaluación final, el que revisa, valora, hace correcciones y brinda sugerencias, respecto a:
1.- Expresión de las cifras significativas en el reporte de las mediciones directas en correspondencia con la precisión de los instrumentos y exactitud de las mediciones (valores promedios, estandar y otros) e incluso, las unidades de medidas de acuerdo a los sistemas de unidades de medida presentes.
2.- La expresión de los resultados de las mediciones indirectas teniendo en cuenta las cifras significativas en las operaciones de cálculo y en función del error absoluto y relativo de las magnitudes físicas de interés.
3.- Representación gráfica correcta de la dependencia de las magnitudes físicas involucradas y el análisi que corresponda.
4.- Si el resultado final obtenido para la magnitud física de interés se corresponde con la realidad o al menos dentro del orden de los esperados.
De acuerdo a estas observaciones, el profesor autoriza la elaboración final del informe y la preparación para la comunicación y defensa de dichos resultados, como etapa final de la actividad, ante el profesor o tribunal que lo evalúa. El profesor, de acuerdo al registro de las evaluaciones parciales, emite la nota final de la práctica de laboratorio, la cual es discutida con el alumno y sometida a su consideración, como a la del resto de los integrantes del equipo de trabajo.
El profesor tiene la oportunidad de argumentar a los integrantes del equipo dónde estuvieron las mayores dificultadees y detaca los aspectos positivos. También es el momento ideal para orientar otras actividades dirigidas a la eliminación de las dificultades detectadas o para la realización de actividades más complejas que conlleven a un proceso de investigación y la generalización de los resultados.
2.7.- Aspectos a tener en cuenta para declarar lista una práctica de laboratorio.
Muchos docentes y personal técnico encargado de la materialización de las prácticas de laboratorio docentes en los centros de educación, son del criterio que diseñar una práctica de laboratorio con rigor científico, no es una tarea fácil, requiere dedicación, conocimientos, habilidades, imaginación y creatividad, para lograr el producto final deseado, pues entre otros aspectos importantes, los resultados experimentales deben coincidir o al menos aproximarse bastante a la teoría que los fundamenta y ser repetibles dentro del mismo orden de error.
En la actualidad el equipamiento de laboratorio ha evolucionado tanto, se ha tecnificado, que ha quedado atrás el tiempo en el que había que pensar más en el montaje experimental que en el fenómeno físico que se estudiaba. Al profesor le lleva poco tiempo montar las prácticas de laboratorio, cuanto dispone de los recursos necesarios, los materiales son fiables y los instrumentos de medición son precisos, disminuyendo las fuentes de errores, y la correspondencia entre los resultados de las medidas y la predicción de la teoría son excelentes, no obstante, se requiere de los docentes y del personal técnico encargado conocer al detalle cómo es que funciona ese montaje experimental y equipamiento para entender el porqué de tales resultados.
Es por ello, que cuando se declara lista (puesta a punto) una práctica de laboratorio es porque su concepción, diseño y montaje ha transitado por una serie de etapas, de minuciosa dedicación y revisión por parte del docente y del personal técnico encargado, que como resultado final garanticen lo siguiente:
1. El montaje experimental esta listo para su reproducción y garantiza la obtención de datos y resultados similares a los originales, para lo cual se sugiere que siempre se usen los mismos equipos e instrumentos por puesto de trabajo.
2. Se posee el juego de datos experimentales con el tratamiento estadístico correspondiente y se valoró la calidad de estos, a partir del criterio de que el error relativo de medición (porcentual) sea inferior al 20%, utilizando el mismo tratamiento para el error, que use el alumno.
3. Se ha determinado cuál es el fundamento teórico, habilidades y valores, a lograr con la realización de la práctica de laboratorio. En esta dirección se sugiere llevar un registro, un censo, de los conocimientos, habilidades y valores que se pretenden lograr en cada una de las prácticas de laboratorio concebidas en la asignatura, y verificar si están en correspondencia con las establecidas en el curriculum o Plan de Estudio. Tal registro permitirá valorar la sistematicidad de determinadas acciones y llegar a afirmar al final del ciclo de prácticas de laboratorio, que estas se han convertido en habilidad, el alumno la ha adquirido, se ha formado esa habilidad y por tanto, se ha cumplido uno de los objetivos de la asignatura y del plan de estudio.
4. Se ha determinado cuál o cuáles son los objetivos específicos, el modo de cumplirlos y de valorar su cumplimiento y se han preparado las orientaciones correspondientes para darle cumplimiento, ello en correspondencia con las acciones descritas en el modo de actuación profesional.
5. Se han establecido las medidas garantes de la organización y realización del proceso de enseñanza-aprendizaje, de acuerdo a la clasificación de este tipo de práctica de laboratorio.
6. Se tiene una caracterización psicopedagógica del grupo que permita la adecuada selección de equipos de trabajo y la atención a las diferencias individuales en el desarrollo de la personalidad del alumno en su condición de ser biológico social y cultural.
2.8.- Conclusiones del Capítulo II.
1.- La materialización de una práctica de laboratorio y su eficacia y efectividad en el proceso de enseñanza-aprendizaje depende de muchos factores sincronizados y en extrecha relación dialéctica, que el profesor debe dominar.
2.- Un diseño de práctica de laboratorio no es absoluto, incluso con el mismo montaje experimental, siempre podrá estar sujeto al enriquecimiento por la experiencia cotidiana, exigencias del modelo del profesional y necesidades de los mismos alumnos.
3.- Los elementos didácticos expresados deben conducir a la reflexión epistemológica y objetiva de los docentes, respecto a la materialización de una práctica de laboratorio, pues una vez llevada al aula, debe poner de manifiesto todo su potencial tanto académico como científico, a través de la cual los alumnos se percaten de la necesidad de esta forma de enseñanza y perciban su aprendizaje en cualesquiera de los tipos de prácticas de laboratorio incluidas en el proceso.
CAPÍTULO 3: LA VIRTUALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO.
El proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física ha sido uno de los beneficiados con la introducción de las tecnologías de la computación, a partir de los años 80 del siglo pasado, y muy específicamente en las prácticas de laboratorio, empleadas en un inicio solo para el procesamiento de las bases de datos obtenidas en los experimentos. Desde aquel entonces, se cuestionaba si las computadoras y los softwares elaborados podrían llegar a sustituir al profesor y el alumno no necesitar la presencia del profesor para su aprendizaje autónomo y flexible.
3.1.- Las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones en la enseñanza de la Física.
El empleo de estas tecnologías, entendidas como el conjunto de procesos y productos derivados de las herramientas Hardware y Software, Soportes de la información y la Comunicación, relacionadas con el almacenamiento, procesamiento, recepción y transmisión digitalizados de la información, su uso y aplicación en la actualidad es mucha más que la introducción de la computación como medio de enseñanza o de apoyo a la docencia, como era vista en años atrás y se han introducido en la educación para potencializar las diferentes formas de enseñanza y la formación integral de los alumnos, a través de la comunicación y la obtención de información.
Los cambios en la enseñanza de la Física han estado enmarcados en dos tendencias fundamentales:
- El desarrollo de Sistemas Expertos soportados en la Inteligencia Artificial para tutorales y otras aplicaciones.
- La integración de la computación a los sistemas tradicionales de enseñanza, a través de simulaciones de fenómenos y procesos como soporte instructivo y de elevación de la cultura de los alumnos y profesores. En el caso de las prácticas de laboratorio se empezaron a usar para el tratamiento estadístico de los resultados experimentales, de las bases de datos.
Sin embargo, la introducción de la computación como medio de enseñanza o de apoyo a la docencia, exigía esfuerzos intelectuales del personal encargado de su aplicación en dos direcciones fundamentales:
- ¿Qué cambios didácticos y pedagógicos introducir: en el sistema de Objetivos, Contenidos, Métodos, Forma, Medios y Evaluación, así como qué Problema resolver exactamente, de acuerdo al Objeto de estudio? y
- ¿Qué cambios deben establecerse en el papel del profesor y la actividad del alumno?
Su aplicación está justificada por una necesidad del propio proceso de enseñanza-aprendizaje y por lo que facilitan, en plena concordancia con las alternativas de su uso expuestas por De Pablo Pons J. (1996):
1. Para generar espacios de trabajo diferentes y abordar el conocimiento desde diferentes perspectivas en un currículum flexible, no requiriendo de la presencia del profesor.
2. Imprescindible en la obtención de información actualizada, para el procesamiento de bases de datos experimentales y para la comunicación permanente.
3. Proporcionan el ajuste a las necesidades y disponibilidad de tiempo no real individual, requiriendo de disciplina, organización y administración del tiempo libre para cumplir con la ejecución de las tareas.
4. Para el desarrollo de habilidades cognitivas, procedimentales, sociales y de comunicación diferentes.
5. La aplicación de estas tecnologías y de software diversos, imprescindible para todo investigador.
6. Como mediadoras del desarrollo sociocultural a través del proceso de enseñanza-aprendizaje.
7.Se rompen rigideces académico-administrativas.
8. "Obliga" a tener responsabilidad, tanto individual y del colectivo, para el logro de los objetivos propuestos como resultado de una alta motivación en las personas involucradas en comunidades virtuales de aprendizaje.
Son diversas las posibilidades que brindan estas tecnologías para el intercambio sistemático de información con los alumnos y el control y regulación del aprendizaje, dentro de ellas se pueden citar algunas que se explotan en la universidades cubanas como son: el Microcampus una plataforma interactiva con determinadas limitaciones pero muy útil, el correo electrónico que complementa la anterior, los Laboratorios Virtuales, toda una revolución en la enseñanza de las ciencias, la Intranet e Internet, vías de comunicación y de búsqueda de información, así como diferentes ambientes de software para el trabajo cooperativo y colaborativo, para la comunicación y la adquisición de conocimientos.
Estas tecnologías han permitido la creación de software que simulan los procesos y fenómenos reales con tanta exactitud, que prácticamente se puede prescindir de la realidad y emplear la virtualidad, sin embargo, el papel del profesor es insustituible como guía y orientador del aprendizaje.
3.2.- Las prácticas de laboratorio reales vs. las prácticas de laboratorio virtuales.
En el acto de realización de una práctica de laboratorio en condiciones reales, se agolpan una serie de vivencias con implicación de diferentes estados afectivo-emocionales en los que se manifiestan estímulos a los centros receptores del organismo del alumno, que provocan en él mecanismos senso-perceptivos de una importancia radical en el proceso de adquisición de conocimientos, habilidades y capacidades, y en la expresión de una conducta racional.
Por otra parte, el carácter de interacción con objetos reales, aproxima al individuo a la situación cotidiana, a su modo de actuación profesional en la vida laboral, obligándole a poner en práctica con más reiteración y profundidad las normas de convivencia social que son indispensables desarrollar a todo organismo, para devenir en un ser biopsicosocial y así, llegar a poseer determinados rasgos en su personalidad, descritos en el modelo del profesional de cualquier carrera. Esto es la realidad de las prácticas de laboratorio con objetos reales.
¿Qué sucederá ahora con la automatización y programación de simulaciones de los laboratorios en las computadoras?, a través de softwares didácticos tan perfectos, donde excepto el tacto con los objetos, todo lo demás puede simularse y aproximarse tanto a la realidad con el nivel de complejidad que se quiera, y estudiar los fenómenos para cualesquiera condiciones físicas que se deseen simular.
El uso de las simulaciones de instrumentos de medición, equipos, conexiones y hasta los montajes experimentales, deja muy poca iniciativa y creatividad al alumno, pues se ha concebido todo lo necesario, como también existe la conexión de los montajes experimentales reales a interfaces que transmiten los datos a un ordenador y mediante un software de tratamiento de datos se muestran los resultados de forma gráfica y/o numérica, facilitando los resultados.
El carácter individual del uso de la práctica virtual y la innecesaria presencia del profesor en que se fundamenta su concepción, no estimulan las relaciones de éste con sus semejantes, no obstante, pone al alumno en contacto con lo que se considera el más alto resultado de la cultura y la investigación actual, el uso y aplicación de la tecnologías de la información y las comunicaciones.
Esto es lo virtual de las prácticas de laboratorio, pero ¿cómo enfrentar este innegable desarrollo contextualizado a la enseñanza de las ciencias?
3.2.1.- ¿Qué es una práctica de laboratorio virtual?
Esta es una interrogante un tanto difícil de responder, ya que la actualidad del tema y la rapidez de cambio de tecnologías y posibilidades de aplicación dificultan expresar un criterio fehaciente de la realidad, por otra parte, poco se ha escrito en fin de la epistemología de su aplicación ya sea en las ciencias Pedagógica o Didáctica. Esa es la razón por la que se encuentran tan pocas referencias a una definición de la práctica de laboratorio virtual.
El beato en estos temas tendrá, sin embargo, una respuesta inmediata: es una práctica de laboratorio simulada en la computadora, o como se expresó con anterioridad: es donde la interacción de los sujetos se produce con modelos de objetos diseñados con la aplicación de softwares educativos.
Ambas respuestas satisfacen algunas expectativas, pero que no cumplen muchos de los requerimientos que se exigen a la definición de un concepto.
Los autores, y con la autoridad que implican varios años de experiencia en la aplicación de la computación en la docencia, han querido contribuir al enriquecimiento epistemológico definiendo que la práctica de laboratorio virtual es:
"Es un proceso de enseñanza-aprendizaje, el cual el profesor organiza, facilita y regula asincrónicamente y donde el alumno interacciona con un objeto de estudio convenientemente simulado en un entorno multimedia (digital), a través de un software para el logro de la experimentación y/u observación de fenómenos, que permiten obtener un aprendizaje autónomo con un currículum flexible".
El software previamente elaborado deberá estar acompañado de las orientaciones didácticas correspondientes, que guíen a los alumnos al cumplimiento de los objetivos que se pretende con su utilización, sin que ello limite en estos la creatividad y la originalidad, es decir, estas orientaciones no pueden constituir recetas de cocina que programen la actitud de los alumnos, deben ser orientaciones abiertas, que faciliten el intercambio, la reflexión, el razonamiento y por tanto, que tiendan al desarrollo.
Al profesor corresponde el análisis adecuado para dar respuesta a las preguntas del epígrafe, pues el momento idóneo de su aplicación dentro del proceso implica no dañar la continuidad del mismo y el aprendizaje de los alumnos, referido a que no se deben violar etapas psicológicas que fuercen el aprendizaje, al colocar a los alumnos antes situaciones inalcanzables, que lo obliguen al abandono de la actividad, el uso del laboratorio virtual debe constituir un incentivo para aprender, una motivación para continuar aprendiendo.
¿Cuándo usar una práctica de laboratorio virtual?
1. Debido a la ausencia de recursos que imposibilita la práctica real.
2. Se requiere la formación de hábitos mediante la reiteración de operaciones.
3. La organización del proceso de enseñanza-aprendizaje imposibilita la materialización de una práctica real.
4. Imposibilidad de la existencia real de ciertas condiciones físicas para el estudio profundo del objeto.
5. La necesidad de elevar y actualizar la cultura científica de los alumnos con la utilización y aplicación de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones.
- ¿Cómo emplear una práctica de laboratorio virtual?
1. Como autopreparación para la práctica de laboratorio real.
2. Simultánea a la real para la generalización de un fenómeno físico (elevar el nivel de complejidad y estudio de otras condiciones).
3. Para la verificación en el entorno virtual de los resultados experimentales de la práctica de laboratorio real.
4. Como una combinación de las anteriores.
5. Como actividad de trabajo independiente: labor investigativa.
Ventajas:
- Estimula el aprendizaje.
- Permite individualizar el proceso de aprendizaje.
- Reduce los daños, costos y tiempo en el proceso de aprendizaje
- Permite incrementar la complejidad de los sistemas estudiados.
- Incrementa la motivación.
- Sistema flexible para adecuarse a los intereses específicos de diversos cursos.
- Utilización de métodos y técnicas interactivas.
- Facilidades de su uso por profesores y alumnos.
- Posibilidades de retroalimentación.
- Posibilidades de utilización de soportes matemáticos.
- Inclusión de materiales de interés histórico y de divulgación científica
- Manipular datos, cuántos y en qué secuencia.
- Obtención de gráficas y facilidades en el análisis de datos.
- Distinguir el sistema real del ideal y conocer el origen de las fuentes de error a través de la comparación.
Desventajas:
1. Atenta contra las relaciones sociales en el proceso de formación, pues encontrará en este medio cuanto pudiera necesitar sin necesidad de interrelacionar con otras fuentes e información.
2. Afecta la creatividad e iniciativa de los alumnos en cuanto a las habilidades manipulativas y destrezas en las opciones de selección de montajes experimentales y toma de decisiones debido a la perfección que se ha pretendido lograr.
3. Atenta contra el conocimiento real e interacción con las diversas fuentes de error implícitas en todo proceso de experimentación y el tratamiento de estas.
En este sentido, a pesar de la cantidad de ventajas que ofrecen las prácticas de laboratorio virtuales, se hace necesario tomar precauciones frente a la excesiva automatización con el que las casas comerciales tientan al profesor, ya que dejan muy poca iniciativa a los alumnos respecto a la manipulación de equipos e instrumentos.
3.3.- Conclusiones del Capítulo III
1.- Las prácticas de laboratorio reales son insustituibles cuando de formación de habilidades y destrezas manipulativas se trate, no obstante, al combinarlas con las prácticas de laboratorio virtuales los resultados en el proceso formativo facilitan un completamiento de las habilidades intelectuales y profesionales que se exigen en los Planes de Estudios como expresión de los intereses del modelo del profesional.
2.- Las prácticas de laboratorio tanto real como virtual la enseñanza de las ciencias, continuará siendo un tema de polémica entre quienes defienden su realización y quienes no las consideran necesaria en la formación de los alumnos, por esta razón, todos los criterios expresados llevan implícito un carácter relativo y sobretodo no absoluto en la enseñanza de las ciencias como la Física.
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