A continuación, se presentan aspectos relacionados con la descripción, alcance y metodología de los simuladores CLOUDLABS® Virtual STEM con el propósito de brindar un acercamiento a las características de este ambiente virtual de aprendizaje, realizando un énfasis particular frente al valor metodológico de la estructura que los compone.
Específicamente se busca resaltar el componente de Innovación Educativa diferenciador de los simuladores de laboratorios, relacionado con un cambio didáctico y metodológico en el enfoque de las actividades de aprendizaje, las cuales permiten materializar aspectos hoy en día requeridos por el sector educativo en general, en relación con el fortalecimiento al acceso a recursos innovadores por parte de toda la población educativa que promuevan mejoras en su proceso de aprendizaje, apoyar en la mejora de la calidad educativa, promoviendo aprendizajes que transforman el quehacer de los diferentes actores educativos, a través de un conjunto de estrategias y recursos pedagógicos de alta calidad, con altos niveles de pertinencia, respondiendo al contexto y a las necesidades de estudiantes, docentes e instituciones.
En CloudLabs se privilegian el aprender haciendo, el pensamiento matemático, la comprensión lectora a través de videojuegos altamente intuitivos que le presentan a los estudiantes retos y situaciones a resolver en un formato totalmente virtual. De este modo, se aprovecha la infraestructura informática de las instituciones educativas como computadoras y tabletas sin la necesidad de estar conectados a internet; en este sentido el impacto es inimaginable, niños y jóvenes que no tienen fácil acceso a laboratorios de alto costo pueden acceder a simuladores con alto realismo y apropiar el conocimiento relacionado con los fenómenos físicos.
Cada una de las simulaciones y unidades de aprendizaje que conforman el producto tienen un enfoque de situación que invita a los estudiantes a resolverla, siempre en un contexto cercano a la realidad, permitiendo que los estudiantes transiten desde el estudio y comprensión de conceptos y los principios hasta su experimentación dentro del simulador para resolver un reto que tiene lugar en un contexto real y significativo. Además, los estudiantes pueden aprender de los errores, analizar diferentes variables de acuerdo con su interacción con las simulaciones, experimentar distintas posibilidades y tener experiencias de aprendizaje que les ayuden a construir sus conocimientos.
En la implementación de los simuladores virtuales se pueden usar y articular diferentes enfoques, desde el reto planteado hasta el uso de las evidencias de aprendizaje. Por ejemplo, una estrategia que se puede usar es el abordaje de las unidades de aprendizaje que acompañan y complementan las simulaciones. Las primeras desde un punto de vista teórico refuerzan el componente conceptual asociado a una o varias simulaciones. Se pueden consultar a manera de preparación para el escenario de la simulación. Es decir, antes de que los estudiantes aborden una simulación o grupo de simulaciones. En este caso, el docente puede hacer uso de las actividades de aprendizaje que conforman cada unidad. También se puede complementar este componente a través de clases presenciales y/o virtuales con el docente en las que se discutan los conceptos relacionados con la unidad. Los docentes y estudiantes también pueden acudir a las unidades de aprendizaje durante el desarrollo de los laboratorios virtuales.
De esta manera, es posible validar y reforzar conceptos asociados con el desarrollo del curso y del laboratorio virtual.
Por otro lado, los laboratorios virtuales son desarrollados a partir de modelos o simulaciones, donde el estudiante toma parte activa en una serie de decisiones, en función de determinados sucesos, o cambia variables con miras a la comprobación de hipótesis previas.
Éstas son formas de trabajo enriquecidas por el aporte de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones a través de la mediación constante de las técnicas didácticas activas, que tienen una clara orientación metodológica hacia la realización y desarrollo de retos en un ambiente de aprendizaje.
Para el desarrollo de un laboratorio virtual mediado por el docente, es importante considerar el conocimiento y manejo de sus funcionalidades representadas por los botones disponibles para el desarrollo de la simulación. En segundo lugar, se debe orientar una lectura cuidadosa de la situación-reto presentada. Aquí el estudiante debe identificar elementos como el contexto, el rol que le ha sido asignado, el problema propuesto, las variables que intervienen, así como las tareas que debe realizar haciendo uso del laboratorio virtual para encontrar o proponer una solución a la situación presentada.
Después de integrar el abordaje de conceptos, la funcionalidad de cada herramienta disponible en la interfaz del simulador y el análisis correcto de la situación se inicia el desarrollo y solución del problema planteado permitiendo al estudiante repasar y aplicar en forma práctica todo lo estudiado previamente o durante el proceso. Esto nos permite concluir que los laboratorios virtuales, abren nuevas posibilidades para la introducción e implementación de recursos didácticos, pertinentes y significativos para el proceso de aprendizaje de los estudiantes.
El enfoque conceptual de los CLOUDLABS® está soportado en el desarrollo de competencias por medio de la integración de cuatro aspectos que se deben trabajar conjuntamente:
✓ El desarrollo de técnicas didácticas activas.
✓ Un rol de docente mediador y orientador del proceso de aprendizaje.
✓ El uso apropiado y efectivo de las tecnologías de la información y las comunicaciones.
✓ La contextualización de las actividades de aprendizaje
Es así como la implementación de didácticas activas debe ser privilegiadas para poder desarrollar competencias generales y específicas según el objeto y contexto de estudio; de ahí que el reto sea, cómo asociar esto a un material educativo y a un plan de estudios, entendiendo que hay diferentes orientaciones para abordar esta temática, las cuales hacen referencia a la utilización de dichas técnicas como en el desarrollo de competencias a través de la resolución de problemas y el abordaje de cada concepto y principio, por medio de una situación planteada al inicio de la actividad, brindando un equilibrio entre el aprendizaje autónomo y el aprendizaje orientado conductual.
Esto desplaza principalmente el enfoque de la enseñanza tradicional en el aula que prioriza la reproducción básica de comportamientos de las variables físicas de las áreas de conocimiento en cuestión, sin la participación del estudiante dentro de alguna situación a resolver.
En contraste con la enseñanza tradicional, aquí se propone que el estudiante deba resolver y tomar decisiones ante un planteamiento que le hace:
1. El material educativo como práctica preestablecida o bien,
2. el docente a través del uso de simuladores abiertos que se describen ampliamente en las guías de docente y de estudiante.
Mediante la presentación de actividades mediadas por situaciones concretas el estudiante se esfuerza por resolver, intervenir, tomar decisiones para lograr un objetivo concreto y generar las evidencias de su aprendizaje que posibilitan lograr su competencia. Los métodos que se privilegian son: la resolución de problemas, la formación basada en proyectos a través de la identificación de una secuencia de aprendizaje, que pone en el centro el conocimiento de procesos y, de forma periférica pero obligatoria, los conocimientos de principios y conceptos, las aptitudes y las competencias de índole general, además de los conocimientos fácticos para el logro de la actividad.
El rol mediador y orientador del proceso de aprendizaje se plantea desde dos vertientes; la primera a partir de un excelente dominio de los laboratorios virtuales y sus unidades de aprendizaje por parte del docente; y la segunda hacia una planificación del proceso educativo centrado en el estudiante y con una administración de este, diferente, en comparación con la programación tradicional. No se hace énfasis aquí en el dominio de los conceptos asociados al tópico de contenido requerido por los estándares, ya que se considera que esto hace parte del insumo inicial; entendiendo que los docentes son expertos en las áreas que orientan, sin embargo, se entiende que, en la práctica pedagógica por múltiples factores, esto no siempre es así y por esto, también se contempla en el proceso de capacitación.
Asumiendo que el docente domina la herramienta, la segunda vertiente es fácil de manejar, ya que el docente evidencia en ella la forma de planificar.
Para mencionar un ejemplo práctico, imaginemos que tenemos un grupo de física de 30 estudiantes los cuales han sido beneficiados con tabletas para educar, estos 30 estudiantes tienen cada uno una tableta, el docente procede a agruparlos por grupos de 5 personas, para generar 6 grupos de trabajo; en seguida se les orienta la temática específica, vamos a decir que la temática de este día es vectores.
Debe explicar el concepto de suma de vectores, específicamente la suma de vectores por el método del paralelogramo. La forma de administrar de manera diferente la actividad hace referencia a la necesidad de resolver un problema, el cual es común para los seis grupos que compiten en la búsqueda de una solución. Además, el docente puede llamar la atención sobre situación y sus elementos narrándola en voz alta para toda la clase y reforzando su compresión a través de preguntas.
Después de plantear la situación, se solicita abordar los contenidos que hacen parte del simulador y se dan las orientaciones respectivas, incluso se puede realizar una exposición magistral de algún concepto que requiera ser reforzado. Sin embargo, pone en el centro el desarrollo de la actividad que plantea resolver esta situación. Aquí, comienzan a salir innumerables situaciones en torno al desarrollo de un conjunto de competencias que van más allá de aquellas específicas de cada disciplina.
Otro elemento que se debe considerar para buena implementación de los laboratorios virtuales es el componente curricular de la institución y/o de la clase. Una correlación curricular es el nivel de relación que se presenta entre los componentes curriculares de un plan de estudio o de aula y un laboratorio virtual CloudLabs.
Es pertinente decir que esta contribuye a la correcta implementación de un laboratorio porque le permite al docente conocer qué prácticas son más idóneas para apoyar el proceso de aprendizaje en el aula, ya que le provee de los aspectos curriculares propios de dicho laboratorio, lo que permite comprender cuál es la competencia asociada y qué se espera que el estudiante logre con el desarrollo del mismo.
Por lo tanto, una correlación curricular orienta al docente a la hora de preparar su clase teniendo en cuenta el contenido del plan de estudios de la asignatura y a su vez le permite entender cómo una práctica complementa la teoría de una asignatura presentada en clase, teniendo en cuenta dichos aspectos curriculares.
Por ejemplo, si un docente de física tiene dentro de su programa de estudios una competencia asociada a comprender cómo es la naturaleza de la propagación de la luz y el sonido como fenómenos ondulatorios y dentro de esta, tiene como evidencia de aprendizaje realizar la clasificación de las ondas de luz y sonido según el medio en que se propaga, la correlación curricular le dirá cuál o cuáles son las prácticas de laboratorio que puede desarrollar con sus estudiantes para evidenciar dichos fenómenos y obtener los resultados esperados de acuerdo a la evidencia de aprendizaje relacionada.
En este caso se podrá presentar el laboratorio nombrado “produciendo una onda de radio” el cual le permitirá al estudiante aplicar los conceptos de ondas para configurar la potencia de una señal de radio, comprender el funcionamiento de las ondas de radio, identificar las causas que originan un movimiento ondulatorio; analizar las características de una onda y los principios de conservación de energía en la interacción con los medios de propagación.
Otro laboratorio disponible para abordar los conceptos mencionados puede ser “espectro electromagnético” el cual guía al estudiante a clasificar los tipos de ondas dentro del espectro electromagnético, identificar las causas que originan un movimiento ondulatorio e identificar los instrumentos que emiten diferentes frecuencias de onda dentro del espectro electromagnético.
En conclusión, las estrategias para la implementación de los laboratorios virtuales deben estar pensadas desde la incorporación de manera sistemática de herramientas digitales, promoviendo el uso de la tecnología en el aula de clase, hasta la integración, a nivel curricular, de los laboratorios virtuales y sus unidades de aprendizaje en la planeación pedagógica a nivel institucional, de área y/ de aula. Los laboratorios virtuales en su estructura tienen una función principalmente pedagógica.
