Laboratorios digitales y simulaciones

A medida que la aprobación de la educación en línea ha crecido en los EE. UU., llegando a millones de estudiantes de secundaria y universitarios anualmente, los educadores y los fabricantes de libros de texto han buscado formas de trasladar los laboratorios al entorno en línea. Los laboratorios digitales y las simulaciones se han desarrollado en muchas disciplinas científicas, desde la física hasta la biología, desde la química hasta las ciencias de la tierra y en ocasiones están destinados a reemplazar los laboratorios y otras veces para complementar la instrucción presencial. Se pueden encontrar colecciones de estos laboratorios digitales y simulaciones en muchos sitios y páginas web.

Varios grupos han publicado evidencia de que los laboratorios virtuales y las simulaciones pueden ser herramientas efectivas para promover el aprendizaje de los estudiantes (por ejemplo, Millis et al., 2011; Baker y Verran, 2004; Sommers y Sommers, 2003; Martinez-Jimenez et al., 2003). Como grupo de docentes de laboratorio con experiencia en diversas disciplinas (astronomía, biología, química, ciencias de la tierra y física), buscamos revisar laboratorios digitales y / o simulaciones para determinar el mejor uso de estas herramientas en nuestra enseñanza, así como para determinar las características que hicieron de un laboratorio digital una herramienta de enseñanza útil.

¿Cuáles son?

Definimos un laboratorio digital como una herramienta interactiva en línea en la que se les pide a los estudiantes que repliquen un experimento. Definimos simulaciones como representaciones no estáticas de fenómenos físicos; es decir, representaciones que buscan mostrar el movimiento de elementos que conforman un fenómeno físico. Las simulaciones pueden o no tener un elemento interactivo (es decir, los estudiantes pueden iniciar el fenómeno) y suelen ser más breves que los laboratorios digitales.

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¿Cuándo son útiles?

Revisamos aproximadamente una docena de laboratorios y simulaciones digitales, cada uno con énfasis en un laboratorio de nuestro campo, y consideramos los materiales digitales que hemos incorporado a nuestra propia enseñanza. Llegamos a la conclusión de que los laboratorios digitales y las simulaciones pueden ser útiles en varias situaciones:

• Son útiles cuando no tienes acceso a los materiales reales.
• Son útiles para visualizar fenómenos invisibles, especialmente si el movimiento o el cambio son importantes y difíciles de ver con imágenes fijas.
• Son útiles como material de apoyo en conferencias o para la tarea en casa.
• Pueden ser útiles como preparación pre-laboratorio.
• Pueden ayudar a los estudiantes a ver la diferencia entre teoría y realidad.
• Pueden ser útiles para reemplazar experimentos que tardan demasiado en completarse en tiempo real.

Sin embargo, no consideramos que los laboratorios digitales que encontramos sean reemplazos efectivos para laboratorios reales en los que los estudiantes realmente recopilan datos y analizan resultados desordenados del mundo real. Además, tampoco consideramos que las simulaciones sean reemplazos efectivos para los procesos visibles que se pueden mostrar con video (p. Ej., Disección).

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¿Que características los hacen útiles?

Identificamos varias características que ayudaron a que estas herramientas fueran útiles para el aprendizaje de los estudiantes. Algunas de estas características ayudan a administrar la carga cognitiva de los estudiantes, mientras que otras promueven la metacognición y la motivación de los mismos:

• La tecnología debe ser simple, permitiendo a los estudiantes enfocarse en la ciencia en lugar de la tecnología.
• Debe incluir buenas preguntas orientadoras que enfoquen la atención de los estudiantes; sin embargo, el número de preguntas orientadoras y el texto que lo acompaña deben limitarse para evitar la pérdida de atención del estudiante.
• Para ayudar a los alumnos a evaluar su propia comprensión, debe haber una salida gráfica que cambie con su propia contribución. Además, debe haber preguntas que los estudiantes respondan y sobre las cuales reciban comentarios para ayudarlos a evaluar la comprensión.
• Los mejores laboratorios y simulaciones digitales son flexibles y permiten "jugar en el espacio".
• El resultado del laboratorio digital o el trabajo en la simulación debe ser un producto que "cuente" y, por lo tanto, sea importante para los estudiantes.

Contenido publicado originalmente en el sitio web de Vanderbilt University bajo la licencia Creative Commons.

Traducido por Daniela Saavedra

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