Propuesta de Implementaciónde Laboratorio Virtual en Física

Meza, S. - Aguirre, M. S. - Lucero, I. - Sampallo, G. - Concari, S(1)

Dpto. Física - Facultad Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura - UNNEAv. Libertad 5000 . Campus Universitario – (3400) Corrientes - ArgentinaE-mail : sjmeza@exa.unne.edu.ar(1) Fac. Ing. Qca. U.N.L. - E-mail : sconcari@fiqus.unl.edu.ar

RESUMEN En este trabajo se presenta una propuesta de implementación del empleo de la computadora en los trabajosprácticos de laboratorio de física universitaria básica, en ambiente virtual - usando PC - donde las actividadesson programadas como pequeñas investigaciones - las situaciones problemáticas son trabajadas de maneracoherente con el tratamiento científico - de manera que los trabajos de laboratorio encuentren una nuevadimensión.

INTRODUCCIÓN

Teniendo en cuenta el carácter fáctico de la Física, la experimentación constituye un recurso constanteempleado para su enseñanza.Al respecto, la American Assotiation of Physics Teachers (AAPT- 1998) establece "Metas para losLaboratorios introductorios de Física", que son:a) El arte de la experimentación.b) Destrezas experimental y analíticac) Aprendizaje de conceptosd) Entendimiento de las bases del conocimiento en Físicae) Aprendizaje de destrezas a partir del trabajo en grupos.El trabajo práctico de laboratorio puede ayudar al alumno, además de desarrollar un vasto número dedestrezas básicas y herramientas de la Física experimental y del tratamiento de datos, a manejar conceptosbásicos, a entender el papel de la observación directa en Física y distinguir entre las inferencias que serealizan a partir de la teoría y las que se realizan a partir de la práctica, a desarrollar procesos de observacióndel fenómeno, analizar datos para explicar esas observaciones y poder llegar a realizar modelos cualitativos ymatemáticos para explicar observaciones. A ello se suma la importancia que reviste el hecho de encarar lasprácticas como investigaciones colectivas ya que permite al alumno desarrollar metas de aprendizajecooperativo vitales para el desenvolvimiento en muchos aspectos de la vida.Los distintos enfoques empleados para el desarrollo de los trabajos de laboratorio por ej. los trabajosestructurados, propios de la enseñanza por trasmisión o los encarados como investigación han recibidodiversas críticas de acuerdo a la época, sin embargo nadie ha negado la importancia del desarrollo de losmismos en las clases de Física.

En los últimos años, han surgido numerosas tecnologías que brindan la posibilidad de introducir cambiosimportantes en la manera de enseñar las ciencias y especialmente la Física. En la actualidad, el uso de la PCen el laboratorio de Física es bastante frecuente:• Para el tratamiento de datos (cálculos, gráficas, etc.), empleando para ello utilitarios apropiados como sercualquier planilla de cálculos o algún programa más específico como el Origin, Mathcad, etc.• Como un instrumento de adquisición y procesamiento de datos (tal como la interface y sensores dePASCO), cuya presentación está organizada para que su operador se encargue solo de la interpretación dedatos. En este sentido, las ventajas operativas del utilitario en el laboratorio son muchas.• Para realizar simulaciones. “Existen software interactivos multimediales que hacen la simulación del

fenómeno físico bajo estudio permitiendo al operador modificar parámetros y disposición que al ser usados enel aula demostraron ser útiles en el proceso de aprendizaje” (Kofman y otros - 1997) El hecho de la presencia de estas nuevas tecnologías como objeto de la cultura, requiere que seanincorporadas al proceso educativo, ”Sin embargo, estas nuevas tecnologías por sí solas no mejoraran en formaautomática el modo de educar a nuestros estudiantes ni prepararlos mejor para enfrentar los desafíos delmundo actual. Por el contrario, sin un enfoque pedagógico adecuado, estas mismas tecnologías podrían tenerun efecto negativo” (Gil, S- 1997). La incorporación del empleo de estas nuevas tecnología puede ser la oportunidad para encarar unarenovación pedagógica . “Y esta renovación pedagógica es un proceo que necesariamente va asociado conuna particular conceptualización, tanto de los procesos de aprendizaje como de su interrelación con todas lasvariables involucradas en el proceso educativo” . (Irurzun , Schuster - 1995)“La planificación y el diseño experimental deberían aparecer vinculados a la elaboración de propuestasconcretas para situaciones y requerimientos específicos. Debieran ser partes de un proceso integral deconstrucción de conocimiento científico, en el que las sesiones de introducción de conceptos, los problemasde lápiz y papel y las prácticas de laboratorio constituyan, como en la labor científica, distintas etapas a lasque se recurre de acuerdo a la situación a la que se enfrenta debieran exigir un esfuerzo creativo y crítico porparte de los estudiantes, y no reducirse a directivas que impongan sin justificación caminos preestablecidos,inmodificables o incuestionables”.(Salinas - Gil Pérez, - Cudmani - 1995) FUNDAMENTACIÓN Considerando que:1-Los propósitos perseguidos en las clases de laboratorio son:• Favorecer el aprendizaje significativo.• “Desarrollar en los estudiantes la habilidad de enfrentarse a problemas nuevos con apertura y

rigurosidad” (Gil, S - 1997• Adquirir “la capacidad de adaptarse a situaciones nuevas y cambiantes¨(Gil, S - 1997), en función de

los constantes cambios de los tiempos que vivimos• “...el aprendizaje del método científico y la estructura de la experimentación en la construcción del

conocimiento” (Arese, A. et al - 1991)• Comprender el carácter complejo de la ciencia y su necesidad de comprobar permanentemente sus

leyes y teorías.• Promover el trabajo en equipo2-Para lograr un aprendizaje significativo, es necesario que el material de trabajo presentado a los alumnosno esté “explícitamente estructurado, de tal modo que son los propios alumnos los que, mediante el uso deciertos procedimientos de observación, análisis e investigación, deben descubrir el significado de la tarea y lasrelaciones conceptuales que subyacen a la misma” ( Coll, 1995) .Las actividades diseñadas de esta manera permitirán no solo aprendizajes conceptuales sino también laadquisición de procedimientos y de actitudes.3-Los resultados obtenidos en el trabajo de tesis doctoral de J. Salinas (1994) indican que los alumnos soncapaces de realizar prácticas de laboratorio diseñadas como actividades para ser abordadas con untratamiento científico.4-Los trabajos prácticos de laboratorio pueden ser desarrollarlos de manera que el alumno esté en contactofísico con los elementos, dispositivos e instrumental requeridos para la experiencia, manipularlos y quepueden ser enfocados con diversas metodologías para el abordaje de la situación planteada (Laboratorio Real- LR) o bien, las actividades propuestas para el trabajo de laboratorio pueden ser encaradas mediantesimulaciones interactivas programadas con el empleo de la PC, sin contacto físico con los elementos dellaboratorio ( laboratorio Virtual - LV).5-“El poder trabajar con modelos o simulaciones donde el alumno toma parte activa en una serie dedecisiones en función de determinados sucesos, o cambiar variables con vistas a la comprobación de hipótesisprevias, son formas de trabajo intelectual enriquecidas por el aporte del computador” (Irurzun , Schuster -1995) que inciden no solo en el aspecto cognitivo sino que con “la conformación de pequeños grupos con

determinados objetivos de aprendizaje, la formulación y comprobación de hipótesis en el proceso deresolución de problemas utilizando simulaciones o modelos computacionales; tareas de investigación previasa la construcción de bases de datos, son formas de trabajo dinámicas que se facilitan con el uso delcomputador” (Irurzun , Schuster - 1995)“Las simulaciones en ordenadores constituyen mediadores instrumentales relevantes para la consecución deaprendizaje significativo. Esto indicaría que, al menos al presente, el uso de las nuevas tecnologías comoherramientas didácticas serviría como elemento altamente movilizador” (Costignola-Punte - 1997), ynos lleva a pensar que el tratamiento de actividades como investigación en un ambiente de laboratoriovirtual, pueden constituir una nueva manera de desarrollar los trabajos prácticos de física sin perder de vistalos objetivos básicos de los mismos.

IMPLEMENTACIÓN

La propuesta contempla la siguiente secuencia, de enseñanza:1. Suministro de una situación problemática. La situación problemática suministrada será trabajada en primera instancia de manera individual, luegogrupal y finalmente una puesta en común con todos los alumnos, de manera guiada y coherente con untratamiento científico, o sea realizando análisis cualitativo, generando hipótesis, ideas, predicciones,modelizando, y estableciendo una estrategia de solución que implique el desarrollo de una experiencia delaboratorio. Si bien existen diversas variantes elaboradas para el trabajo de actividades por investigación, lasecuencia a seguir por el alumno podría ser la establecida por Gil Pérez (1988 - 1992).2. Trabajo en el laboratorio virtual. Los alumnos, trabajando en grupos, pondrán en práctica la estrategia desarrollada, utilizando modelos osimulaciones, de manera de poder participar activamente en la toma de decisiones referente a determinadossucesos o al cambio de variables para confrontar las hipótesis planteadas.3. Redacción de una memoria. Finalizado el trabajo, los alumnos redactarán una memoria de lo realizado según pautas generalessuministradas, a fin de establecer “flujo de control” ( Massa, M y otros, 1997) para optimizar tiempo yeficiencia en el que harán constar no solo lo relacionado a la experiencia en sí, sino todo aquello que hayallamado la atención, provocado dificultades, resultado poco accesible y otras opiniones personales al respecto. Las pautas a seguir para la redacción de la memoria estarán orientadas o evaluar los siguientes aspectos:criterios de análisis, enfoques e hipótesis establecidos, estrategias implementadas, fundamentación de losjuicios, modos de formalización, capacidad para encarar soluciones alternativas. ( Massa, M y otros, 1997)4. Puesta en común Luego de redactar la memoria, se realizará una puesta en común con todos los alumnos, a fin de discutir lafactibilidad y pertinencia, los criterios y estrategias adoptados de acuerdo a las hipótesis establecidas,clarificando y unificando conceptos. La implementación de esta propuesta de modalidad de desarrollo de los trabajos prácticos de laboratorioimplica considerar entre otros aspectos :• Revisión de objetivos, selección de contenidos, revisión y organización de guías de laboratorio, etc, de lostemas a trabajar.• Modificación de roles . Teniendo en cuenta las características de las actividades plneadas y delinstrumental a emplear, el docente asumirá un rol de orientador y por otro lado su tarea es más compleja porcuanto requiere una planificación cuidadosa y anticipación del proceso que van a realizar los alumnosteniendo en claro cuuáles son los objetivos pedagógicos que se persiguen con cada actividad planificada ycon el empleo de la PC.• Participación y compenetración con la propuesta por parte de los docentes, traducido en la formación,capacitación y actualización de los mismos , tanto en la resolución de situaciones problemáticas siguiendo lasecuencia de Gil Perez, como en el trabajo en ambiente virtual, empleando PC.• Dinamismo en la transición entre información - conocimiento - retroalimentación.• Desarrollo de estrategias de evaluación tendientes a determinar ideas previas, evolución conceptual,

efectividad de la propuesta en el aprendizaje significativo buscado, considerando para ello la aplicación delconocimiento a nuevas situaciones, por ejemplo trabajar en laboratorio real , y nuevos contenidos.Esta propuesta de implementación forma parte de un trabajo más amplio, cuya hipótesis general orientadoraestablece que :El trabajo de laboratorio de una actividad planteada, encarada con estrategia coherente con el trabajocientífico y desarrollado en un LR es complementario de la misma actividad realizada con la mismaestrategia pero en un LV¨.

Entendemos que son complementarios por cuanto una modalidad puede favorecer más el aprendizaje dealgunos contenidos conceptuales, procedimentales, actitudinales involucrados en dicho trabajo y que la otrapuede favorecer más otros aprendizajes.

BIBLIOGRAFÍA

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