Resumen
Con el uso de las computadoras han aparecido nuevas formas de aprendizaje para la enseñanza de la química que posibilitan su acercamiento a alumnos.
Las tecnologías de la información (TIC) aparecen como recursos didácticos a través de entornos virtuales tales como laboratorios virtuales y simuladores que brindan la posibilidad de trabajar en un ambiente de enseñanza e investigación de tipo “protegido” donde el riesgo a la exposición es mínimo, con prácticas de muy bajo costo a las que no se tendrían acceso de otro modo, que además se pueden reproducir las veces que fueran necesarias hasta apropiarse de los conceptos (Cabero, 2008).
El uso de programas de aplicación permite incrementar el interés de los estudiantes al “aprender haciendo”. Se busca que los estudiantes recuperen la satisfacción respecto de sus aprendizajes utilizando estos complementos virtuales, que les abren nuevas opciones y revertir la idea de que la química “es difícil”, pudiéndola aprender con motivación.
Se ofrece los fundamentos para una propuesta de la enseñanza de la química con la utilización de recursos didácticos para entornos virtuales y software de aplicación disponibles en Internet, en el caso de este trabajo, se utilizó la creación de un blog educativo.
Introducción
La química es una disciplina que forma parte del diseño curricular de un gran número de carreras universitarias y está presente en todos los aspectos de la vida cotidiana. Con el uso de computadoras e Internet han aparecido nuevas formas de enseñanza de la química que posibilitan su acercamiento al alumnado.
Las TIC contribuyen a la enseñanza de la química poniendo a disposición de profesores y alumnos recursos didácticos, mediante entornos virtuales que permiten comprender que se está inmerso en esta ciencia, siendo más cercana de lo que cada uno se imagina.
Dos recursos disponibles son los laboratorios virtuales y los simuladores, que permiten el trabajo en un ambiente de enseñanza e investigación de muy bajo costo y que se pueden reproducir las veces que fueran necesarias hasta apropiarse de los conceptos en juego (Cabero, 2008).
La búsqueda de recursos que apoyen la enseñanza-aprendizaje de las ciencias, particularmente de la química, ha sido una labor constante cuyos resultados han puesto al servicio de la comunidad educativa gran cantidad de elementos (Williams, 2003): desde pesadas pizarras hasta dispositivos electrónicos prácticos y capaces de realizar un sin número de tareas. Hasta 1929, la radio y los proyectores eran las herramientas más populares en este contexto. En esa misma época (1930-1939)
surgen las diapositivas y dos años después se publica un trabajo sobre el uso de las películas en la enseñanza de la química (Durban, 1941).
En 1956 se usó por primera vez la televisión para transmitir clases de química en circuito cerrado (Jiménez y Llitjós, 2006). El desarrollo de este medio audiovisual permitió grabar clases en vídeocassettes e imple- mentar el uso de aulas con proyectores, diapositivas, grabado- ras de audio, televisión, vídeo-cassettes y películas.
En las décadas de 1970 a 1990 se introducen los micro-computadores y ordenadores personales, que dan inicio a la era digital y a la Internet (1990 – actualidad), con el desarrollo de software y recursos digitales que ofrecen varias opciones para motivar en los estudiantes el aprendizaje de la química, con el objetivo de aliviar la crisis que afronta la enseñanza de las ciencias desde hace tiempo (Izquierdo, 2004).
En la actualidad se produce un rápido desarrollo de las herramientas tecnológicas y los individuos que no se adapten a su ritmo de evolución, por razones políticas, sociales o económicas, pueden llegar a sentirse intelectualmente discriminados (Borges, 2002).
Por esto, los sistemas educativos deben proporcionar a los estudiantes los elementos necesarios para poder interactuar y desempeñarse satisfactoriamente en la sociedad actual.
La aplicación de las TIC al proceso de E/A surge como una necesidad para ayudar a la plena incorporación de los jóvenes a la Sociedad de la Información y del Conocimiento (SIC).
Por esta razón, el aprendizaje transversal de las TIC aparece en todos los planes
nacionales de educación.
Las TIC, usadas como estrategia pedagógica, brindan la posibilidad de crear
oportunidades para guiar e incrementar el aprendizaje y colaboran al docente a llevar a cabo procesos innovadores.
1. La didáctica de la química y las TIC Un reto que tienen los maestros en la actualidad es concentrar todos sus esfuerzos en mejorar la percepción que los alumnos de todos los niveles tienen de la química.
También se deberían elaborar propuestas para la articulación y comunicación entre los docentes que enseñan química en los diferentes niveles educativos, integrando las TIC en sus prácticas educativas.
Analizadas las preocupaciones de los docentes en las investigaciones actuales y los ejes en las que éstas se centran, se presenta la propuesta de uso y aplicación de TIC en la enseñanza de la química, en cursos iniciales universitarios.
Cabero (2008) en su investigación expresa, “que las TIC pueden ser de
apoyo en la enseñanza de la química debido a una serie de posibilidades que ofrecen,” tales como: ayudar en:
a) simulaciones de procesos y prácticas de laboratorio, b) modelización y representación gráfica de determinados fenómenos c) visualización de moléculas en tres dimensiones, d) conversiones visuales de modelos moleculares bi y tri-dimensionales y e) el intercambio de información.
Así, se puede iniciar el estudio a través de dos perspectivas para uso en el aula: a) los laboratorios virtuales b) los simuladores.
Existen empresas editoriales, como McGraw-Hill, que dan simulaciones computacionales de los modelos propuestos en sus libros.
Por otra parte, es útil que cada docente pueda elaborar su propio material de trabajo aunque esto signifique: dedicación de tiempo adicional para cada aplicación, adquisición de nuevos conocimientos para la elaboración de los materiales y el costo monetario de los programas requeridos para la elaboración.
2. Implementación de las TIC en el mundo de la E/A de la química
Una característica importante de las TIC y sus posibilidades educativas es su acelerado desarrollo. Así, mientras que hace pocos años se manejaban el correo electrónico, las páginas Web estáticas (el lenguaje HTML), las aplicaciones de Microsoft Office, las simulaciones en forma de applets, etc., hace pocos años aparecieron los blogs, las webquests, los wikis, formas más integradas de correo
electrónico en formato Web (como Gmail), los grupos de trabajo en línea (como Google Groups, por ejemplo), las simulaciones en formato Flash, los portales de recursos (y objetos de aprendizaje), las aulas digitales (como Moodle, etc.).
Y recientemente se habla de aplicaciones de carácter social, como Flickr, Slideshare, Ning, Facebook, YouTube, Skype, y de entornos y aplicaciones más evolucionados y gratuitos como Linux y OpenOffice, de recursos sofisticados como las pizarras digitales, de multitud de proyectos colaborativos, etc.
Y todo ello sin hablar de las herramientas auxiliares (archivos PDF, capturadores de pantallas como Snapshot, tratamiento de imágenes y de vídeo, gestión de pagos y de compras como Paypal y Amazon), o la posibilidad de disponer y gestionar el servidor propio del docente o del centro (para lo que se requiere, por ejemplo, manejar programas como EasyPHP, MySQL, etc.).
Como se ve, la lista es inmensa e impresionante, y nadie sabe de qué nuevos instrumentos se dispondrá en pocos años. Por ello, y como recogeremos en las conclusiones, el docente debe de introducirse en el mundo de las TIC lo antes posible, y aprender a usarlas de manera pausada pero constante.
Veamos algunos ejemplos de implantación de las TIC en el mundo de la E/A de la química.
Se debe reconocer el notable esfuerzo que los profesores de Física y Química han hecho para acercar las nuevas tecnologías a sus alumnos.
Así, podemos observar que muchos institutos de enseñanza secundaria tienen su propia Web estática y en ella, en general, existe un enlace al apartamento de Física y de Química donde los profesores del mismo “cuelgan” materiales didácticos (generalmente, textos o presentaciones) que sus alumnos pueden usar para reforzar lo visto en el aula, o difieren a sus alumnos a contenidos concretos de otras Webs de todo el mundo.
Además de los ministerios o secretarías de educación, también existen de agrupaciones de profesores, centros de recursos de profesores e incluso docentes que a título individual exponen su trabajo a través de páginas Web y ofrecen mate- riales para los programas de química.
Un ejemplo lo constituye el Portal Aragonés (2009), en el cual se integran profesores que aportan su trabajo a la página Web, así como recursos de todo tipo para el aula y para preparar las clases; se incluyen informaciones recientes del mundo de la química, para tratar temas de actualidad, vídeos, etc. Otro ejemplo notable es el de la AEFiQ-Curieque ofrece además cursos no presenciales de formación para profesores y alumnos.
Con el desarrollo de herramientas de la llamada Web 2.0 se dispone de espacios de socialización y de intercambio que los docentes pueden aprovechar. Por ejemplo, es notable el incremento que en los últimos años ha registrado el número de blogs de docentes de Química que exponen a sus alumnos las últimas novedades en este campo y proponen problemas para su resolución.
Como ejemplo de proyectos institucionales para el desarrollo de materiales educativos citaremos el Proyecto Newton (2009), dentro del cual se desarrollan los temas de Física y de Química del currículo escolar a partir de simulaciones interactivas que permiten a los alumnos acercarse a conceptos complejos de forma intuitiva.
Los materiales aparecen agrupados en unidades didácticas pero también por conceptos, cada uno ilustrado con una animación (simulación). Así el profesor puede acceder a objetos de aprendizaje modulares e integrarlos en su programación de aula.
Finalmente, cabe aún mencionar que existen empresas que ofrecen servicios educativos y clases particulares en formato E-learning, entre ellos cursos de Química dirigidos a profesores y a postgraduados. Sin embargo, sólo en algunos casos los diplomas o títulos que ofrecen tienen validez Oficial (Grupo Proen, 2009).
3. Ejemplos de Aplicación de las TIC en la E/A de la química
Algunos ejemplos de aplicación de las TIC a la E/A de la química son:
a) un proyecto internacional; b) el uso de simulaciones por ordenador; c) la elaboración de materiales de apoyo y el libro de texto digital; d) aplicaciones didácticas de los debates en línea, y e) el uso de entornos de aprendizaje para la profundización en cuestiones de CTSA (ciencia, tecnología, sociedad y medio ambiente).
Estos ejemplos pueden inspirar al docente a diseñar actividades de aprendizaje de la química que exploten las potencialidades que ofrecen las TIC. Para ello se han de tener presentes las limitaciones de estas herramientas, y plantear objetivos y metodologías didácticas, así como planificar cómo se van a evaluar los resultados de su implementación.
a) Proyectos internacionales
Xperimania es un ejemplo de participación internacional en un proyecto de divulgación de la química para estudiantes de etapas preuniversitarias, que plantea actividades de educación científica e investigación escolar.
El objetivo de este proyecto es favorecer que los estudiantes de 10 a 20 años, con la ayuda de sus profesores, comprendan las aplicaciones de la petro- química y cómo esta ciencia relativamente nueva ha contribuido a la renovación de muchos de los objetos de la vida cotidiana.
Participar en las actividades del proyecto es para los alumnos una oportunidad para estimular su sentido de la observación científica y analítica.
b) Simuladores por ordenador:
Los applets, o miniaplicaciones, son herramientas de software que permiten simular procesos fisicoquímicos representados por una pantalla gráfica. También abundan las simulaciones programadas en Flash, así como un tercer tipo de programas ejecutables de muy diferentes formatos.
En general, todas las simulaciones presentan alguna posibilidad de modificar los parámetros de la simulación con el fin de observar y analizar las consecuencias que tienen estos cambios sobre el proceso en estudio. Se considera una herramienta útil para el docente de química.
Para la implementación de actividades de aprendizaje en el caso de la enseñanza asistida con simuladores, lo recomendable es que cada alumno, de forma individual, realice las actividades de indicadas para que posteriormente en clase, en pequeños grupos y con roles previamente asignados, compare, discuta, analice sus respuestas generalmente causa discrepancias entre los estudiantes, que pueden ser resueltas y logre usando el simulador las veces que sean necesarias y consultando al profesor como consultor experto cuya participación es demandada por el estudiante en el momento en que éste considera necesario.
Un ejemplo de experiencia que integra diversos recursos del tipo Laboratorio Virtual para alumnos de Química General, quienes disponen de 10 prácticas virtuales de laboratorio químico, estructuradas según el método de aprendizaje como una investigación dirigida. Se le plantea al estudiante un problema a investigar y, para su solución, el programa brinda información teórica que le permite al estudiante completar y seleccionar una hipótesis de trabajo. También puede escoger las sustancias y útiles de laboratorio necesarios para desarrollar el experimento así como las condiciones del mismo.
La evaluación de los trabajos realizados con simuladores (y con aplicaciones de las TIC en general) es fundamental para orientarnos a las revisiones que debemos introducir para mejorar los resultados de su uso didáctico (Torres et Al., 2006).
Las características y sencillez y poco “peso en bytes” de los applets, y el aumento de las posibilidades de acceso del alumnado a internet, hacen posible programar indistintamente trabajo dentro del aula y actividades no presenciales.
Para el uso de didáctico las applets se puede elaborar una ficha guía de trabajo que sitúe el applet dentro de la programación de los contenidos de la asignatura, pues se puede constatar que cuando se enfrenta el alumno a un applet, sin una guía, el aprendizaje significativo que consigue el estudiante es escaso, si no nulo. El uso de esta herramienta exige adecuar el trabajo con los applets a los objetivos de las materias, o reorganizar la programación teniendo en cuenta que contamos con las TIC.
A modo de resumen apuntamos, que ha resultado positivo tener en cuenta lo siguiente cuando iniciamos cada curso académico la experiencia de trabajar con aplicaciones informáticas:
a) tener información de los conocimientos informáticos y sobre la facilidad de acceso a Internet fuera del aula por parte del alumnado, si se va a trabajar en modalidad no presencial;
b) seleccionar cuidadosamente los applets que mejor se ajustan a los objetivos didácticos y al nivel de conocimientos de los alumnos, y c) asegurarse de que las fichas elaboradas por el profesorado contienen instrucciones claras para el estudiante.
Es importante también afirmar, que las simulaciones de procesos no deben relegar a las actividades de laboratorio, un recurso didáctico insustituible en la enseñanza de las ciencias.
Las aplicaciones informáticas son un recurso más a disposición del profesorado que hacen posible la reflexión sobre experiencias hechas dentro y fuera del aula, y que permiten simular pruebas experimentales que no podrían realizarse de otro modo (en particular, en la enseñanza secundaria), por la peligrosidad que entrañan, su coste, la no disponibilidad del equipamiento adecuado, etc.
En el proceso de E/A, la diversidad en el uso de recursos didácticos permite aproximarse por diferentes caminos a un concepto fisicoquímico determinado, lo cual resulta muy motivador tanto para el alumnado como para la labor docente del profesorado.
c) Material de apoyo y el libro de texto digital
El material de apoyo de que disponen los docentes, gracias a las TIC, es amplísimo y de formato y contenidos muy diversos. Sin ir más lejos, entre los coautores de este artículo podemos encontrar desde páginas Web personales, con simulaciones generadas por el propio profesor hasta bases de datos de recursos, clasificados por materias, por edad escolar, etc., con muchos materiales para la docencia de la
química (http://www.fisica-basica.net, http://lacurie-org), presentaciones PowerPoint para el apoyo de las clases (http://blog.ticat.info), o programas que permiten generar y resolver fácilmente cuestiones iniciales o problemas de repaso a los alumnos.
También hemos puesto a disposición del público hispanohablante las traducciones de algunas simulaciones desarrolladas por el profesor Rick Tarara (http://www.fisica-basica.net), entre las que destacamos el Simulador Mundial de Energía, por su gran
actualidad y su carácter interdisciplinario, y desde una la aproximación CTSA a la E/A de las Ciencias (Membiela, 2001).
En último término, las TIC permiten cuestionar prácticas docentes habituales, y abren el abanico de actividades de innovación pedagógica. En particular, facilitan la confección, adaptación, actualización permanente (en tiempo real) del libro de texto en un formato que no sólo es digital, sino que permite que se desarrolle colectivamente, a la vez que de una forma personalizada.
Ya existen ejemplos de libros de texto totalmente digitales y probablemente este tipo de recursos docentes reemplazarán el libro de texto tradicional, en un futuro no lejano.
Las herramientas digitales generadas a partir del concepto de Web 2.0 tienen la ventaja adicional de que facilitan también la interacción profesor-alumno así como alumno-alumno; en definitiva, aumentan la interacción alumno-proceso de E/A.
Creemos, sin embargo, que los libros de texto digitales deberían nacer a partir de las actividades y materiales didácticos desarrollados o adaptados por cada profesor, que aproveche los recursos disponibles en Internet de uso libre (licencia CC – Creative Commons o similar).
El espíritu de innovación se destruirá si los libros de texto tradicionales en papel son sustituidos por libros digitales de formato cerrado (controlados por el mundo editorial), y se siguen las mismas inercias de uso acrítico y cómodo por parte de los docentes.
d) Uso didáctico de los debates en línea Mencionaremos un estudio que evidencia cómo los estudiantes desarrollan habilidades de conceptualización, síntesis y expresión al publicar su discurso en línea, al igual que demuestra la importancia y el impacto de la interacción como parte del proceso en la construcción de aprendizajes en química.
Para construir el conocimiento en una disciplina como la química es necesario involucrar prácticas que les permitan a los estudiantes desarrollar capacidades como las que realizan los expertos en la comunidad científica.
Pero además de las capacidades relacionadas con la química el estudiante debe desarrollar las habilidades comunicativas, como explicar, sintetizar, argumentar y concluir, en el lenguaje propio de la comunidad científica.
Con este fin, se puede generar fácilmente un grupo de debate (en Google, Yahoo, etc.)
para desarrollar actividades docentes fuera del aula de clase, en modo virtual. En una experiencia descrita en Pedraza et Al.
(2008b) se plantearon actividades virtuales a los estudiantes de química de primer curso universitario.
El estudio se basa en el diseño de actividades semanales, que incluyen debates y el análisis de simulaciones en línea. Se utilizan instrumentos de evaluación (encuestas, cuestionarios, análisis de la comunicación y participación en los debates) con los que se demuestra que la aplicación de opciones TIC es satisfactoria para los estudiantes, al ofrecerles oportunidades de crecimiento personal y académico, así como a los educadores.
Fortalezas:
• Mejoran el desempeño actitudinal del estudiante en la asignatura y sus resultados académicos.
• La comunicación en línea permite la interacción entre docente y estudiantes, en forma de colaboración, diálogo y discusión, que contribuyen a mejorar los aprendizajes.
• El estudiante puede pedir respuesta a sus inquietudes en el momento que lo desee, sin requerir de la presencia del profesor.
• El estudiante participa más: cuestiona, analiza, argumenta y propone.
• Para plantear dudas el estudiante, realiza ejercicios de reflexión sobre el conocimiento.
• Tanto el docente como los estudiantes aprenden haciendo y aprovechan los errores como fuente de conocimiento.
• Los estudiantes plasman en sus aportaciones lo que van comprendiendo, permitiendo su evaluación.
Debilidades:
• Muy pocos estudiantes poseen ordenador personal.
• Temor a la participación en línea.
• Poco tiempo del docente para planear y realizar el seguimiento debido a sus otras
responsabilidades académicas.
• Algunos insisten en la presencialidad del docente para realizar las actividades.
e) Sistemas de gestión de contenidos (LCM):
Recientemente han proliferado las llamadas plataformas de teleformación, o entornos virtuales de aprendizaje (EVA) (Milachay y Gras-Martí, 2006).
Se trata de entornos cerrados, a los que se accede con una contraseña, y que permiten la interacción a distancia, vía Internet, entre los participantes en el proceso de E/A (profesores, tutores, alumnos y administradores) y los materiales (hipertextos, vídeos, simulaciones, so- nido, etc.).
Aparte de las opciones de gestión típicas (por ejemplo, matriculación, anuncios oficiales, señas personales y expediente, etc.), las plataformas tienen las opciones de docencia habituales: anuncios, tutorías, enlaces, tests y encuestas, materiales, sesiones de trabajo, etc.
Hoy en día se dispone de muchas plataformas de fácil instalación y de uso gratuito, de código libre, y traducidas a multitud de idiomas. Una de las más utilizadas es el aula digital Moodle (http://www.moodle.com), un producto basado en tecnología PHP-MySQL, pensado para el E- learning.
La asociación tic@’t (http://www. ticat.org) la utiliza y ha diseñado una metodología para la impartición de los cursos de formación y de actualización en usos de las TIC, tanto para alumnos como para profesores.
También se ofrecen cursos de divulgación científica y cursos sobre temas interdisciplinares.
Los cursos se desarrollan en formato no presencial, para evitar limitaciones relacionadas con la dificultad de horarios y con la pérdida de tiempo en desplazamientos.
La tutorización es un elemento esencial en los cursos no presenciales, pues constituye uno de los elementos más importantes que afecta el grado de satisfacción de los estudiantes en un curso en línea, y se ha basado en foros de debates y en el correo electrónico tutor-alumno.
Las discusiones y las tutorías en línea refuerzan la autoestima de los estudiantes, cuando éstos reciben una retroalimentación rápida y adecuada que les estimula a contribuir con sus ideas, opiniones o cuestiones.
En los cursos impartidos actualmente, se hace uso del foro de discusión y chat, ya que es importante combinar el uso de las nuevas tecnologías con los métodos tradicionales de enseñanza.
Esto tiene por objeto satisfacer las demandas de cambio y adaptación permanente detectadas en las necesidades actuales del alumnado, y brindar al estudiante experiencias potencialmente transferibles a otras situaciones que involucren el manejo de estrategias y métodos de trabajo.
Esto le permite al estudiante, la posibilidad de utilizar cuidadosamente el lenguaje. Cada mensaje a los docentes requiere de momentos de presentación, exposición de la inquietud y cierre, lo cual implica un estilo que requiere de un uso adecuado del lenguaje La interacción a través del foro, con los docentes y estudiantes, permite a estos últimos potenciar sus aprendizajes de forma constate.
4. Recursos virtuales disponibles en la enseñanza –aprendizaje de la química
Los laboratorios virtuales en química:
La realización de prácticas en laboratorios, es uno de los objetivos más importantes que debe perseguir la enseñanza de la química ya que además de ayudar a comprender los conceptos, permite a los alumnos iniciarse en el método científico: Todas las prácticas en los laboratorios, reales o virtuales, requieren el desarrollo de capacidades del estudiante, como la autopreparación (a través de
documentos impresos o electrónicos), ejecución, obtención de resultados, evaluación y comunicación de los resultados a través de un informe.
Así, señala que los laboratorios virtuales, ofrecen una serie de posibilidades y ventajas:
a) la habilidad con que inicialmente cuentan los estudiantes en el manejo de simuladores e instrumentos informáticos los capacita para desenvolverse rápida y fácilmente en entornos tecnológicos, b) las actitudes positivas, que los alumnos muestran hacia el uso de las computadoras, c) la posibilidad de realizar trabajos individuales, grupales y colaborativos entre los estudiantes, d) la posibilidad de acceder a experiencias y prácticas, inaccesibles de otro modo, debido a su costo e) la reproducción de experimentos sin restricciones, a fin de extender el concepto de
laboratorio al aula y al domicilio del alumno, f) el uso de una serie de complementos adicionales, como bloc de notas, calculadoras científicas y otros) la grabación de los registros y procesos seguidos por los estudiantes durante la realización de la práctica. Es decir, facilitan la tarea, convirtiendo al trabajo de laboratorio y sus precauciones por accidentes, en una opción de aprendizaje donde el alumno
puede equivocarse y repetir la rutina con una baja inversión, irrealizable en un laboratorio real.
La computadora por otra parte, permite cambiar la imagen negativa que el alumno tiene de la química. Así el educando recibe de una manera más interesante la imagen de la química, buscando explorar el nuevo ambiente.
En la actualidad, contamos con programas de simulación de química muy completos como:
a) Model ChemLab: en el cual se utilizan equipos y procedimientos de laboratorio para simular los pasos necesarios, a fin de efectuar los experimentos de laboratorio (Figuras 1 y 2).
Esta interacción posibilita a los estudiantes poder experimentar con los elementos de laboratorio, sin correr ningún tipo de riesgo, antes de hacer uso de ellos físicamente. Se observa que las prácticas de laboratorio incluyen temas complejos e información sobre procesos.
Además, posee una tabla periódica muy completa y cuestionarios sobre los símbolos, números atómicos, nombres de elementos y familias, que permiten al estudiante inicial, afianzar sus conocimientos en química. Es importante que los datos resultantes de las
prácticas de laboratorio se puedan exportar a Excel en formato .csv, aunque la versión de evaluación tiene limitaciones en el uso de materiales y prácticas, sumado el hecho de su escritura en idioma inglés.
b) Virtual Laboratory: es un Laboratorio Virtual desarrollado a través del proyecto IrYdium de la Universidad Carnegie Mellon que presenta dos versiones, una para trabajar en línea desde el navegador de internet y otra que se puede descargar e instalar.
Este laboratorio es ideal para que los estudiantes realicen prácticas previas a la utilización de elementos y sustancias en un laboratorio real.
Resulta una herramienta útil para el docente cuando debe presentar temas como soluciones molares, obtener con exactitud soluciones buffer y para identificar ácidos y bases por medio de indicadores.
De este modo los estudiantes pueden “manipular” sustancias peligrosas (ácido sulfúrico, ácido clorhídrico ó amoniaco) sin correr el riesgo de sufrir algún accidente (ver Figuras 3 y 4). Se requiere tener instalada la plataforma virtual de Java.
c) Chemsketch: es un programa de uso muy sencillo, que se puede descargar de Internet en forma gratuita para poder construir ecuaciones químicas, estructuras moleculares y diagramas de laboratorio.
Es una aplicación para crear de forma muy sencilla moléculas de compuestos orgánicos, experimentar con instrumentos de laboratorio; resolver ejercicios y visualizar u ocultar enlaces.
d) Rasmol: es un programa para representación gráfica de moléculas grandes (proteínas y ácidos nucleicos) y pequeñas (carbohidratos).
Es una herramienta muy poderosa que permite visualizar imágenes que sería imposible dibujar en un plano por su complejidad, tales como estructuras de ADN.
También permite rotar, animar las moléculas y brinda las posibilidades de obtener moléculas listas para visualizar desde las grandes bases de datos disponibles en Internet.
d) Chimie: es un módulo de programa (plug in) gratuito, que permite manipular representaciones tridimensionales en los navegadores. Su instalación habilita al navegador para trabajar con archivos de
moléculas en formato pdb. Funciona de manera similar al programa RasMol y es muy útil cuando el docente necesita explicar a sus estudiantes algunas moléculas complejas.
Las opciones se encuentran en un menú emergente (pop up) al cual se puede acceder haciendo clic derecho en la imagen (PC).
e) 3D Angles: Es un programa visualizador de estructuras tridimensionales muy fácil de utilizar, sobre todo para temas de hibridación ya que la misma es muy complicada de representar de forma bidimensional.
La siguiente figura muestra el sitio educaplus.org para el estudio de las leyes de los gases mediante animaciones y ejercitación.
La importancia de las simulaciones, desde el punto de vista educativo, reside en hacer partícipe al usuario de una vivencia fundamental en el desarrollo de hábitos, destrezas, esquemas mentales, etc. que pueden influir en su conducta.
Por tanto, también, es necesario controlar el tiempo de respuesta del usuario, ya que en función de éste y de lo acertada de la decisión, depende la solución a la situación simulada.
Los programas señalados permiten modificar parámetros, posiciones relativas, procesos, etc.
La importancia de las “simulaciones”, desde el punto de vista científico reside en brindar al operador información de sistemas, y/o procesos inaccesibles experimentalmente.
Las posibilidades de los laboratorios virtuales y las simulaciones se verán plasmadas en un futuro no muy lejano, con el uso de Internet 2 a través de la teleinmersión.
Este medio permitirá que personas que se encuentran en puntos distantes puedan: sumergirse en contextos virtuales a través de dispositivos ópticos, manipular datos, y compartir simulaciones y experiencias como si estuvieran juntas (Cabero, 2008).
En el sitio Chemconnections de la universidad de Berkeley (creado por the National Science Foundation para reestructurar el curriculum de química de grado), se tienen simulaciones muy fáciles de utilizar a través de applets de Java.
Son apropiadas para variados temas de química básica, tal como las leyes de los gases, simulador de reacciones químicas, procesos termodinámicos, o entálpicos y entrópicos.
Usando conjuntamente con Jmol 11 es útil para la Teoría de la repulsión de los pares electrónicos de valencia (TRePeV).
Metodología
Se describe y analiza el uso de Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) en la enseñanza de la Química.
El trabajo se centra en la creación de un blog como un recurso para ayudar a los estudiantes de la enseñanza grado en la comprensión y asimilación de conceptos químicos ya aplicados a la industria de manera contextualizada.
El blog se refiere al tema de procesos relacionados a tratamientos de agua en general.
Se hizo una completa revisión bibliográfica respecto a las TIC para tener una visión global sobre el uso de estas tecnologías como herramientas educacionales en química, Se optó por la creación de un blog y según la evaluación de los alumnos y profesores del curso de química el uso de esta herramienta permite demostrar conceptos, agregar vídeos informativos e ilustrar los contenidos de manera interesante, creativa y constructiva.
Su aplicación en la enseñanza de la Química mostrará ser una buena herramienta para la formación inicial de estudiantes y sus interacciones con el profesor.
En la construcción del blog, Water Treatment for Heavy Industry by Luisa Méndez, contamos el recurso de ayuda para construcción de esta herramienta blogger.com.
Considerando que el blog sería utilizado como un recurso para abrir el debate de ciertos temas para la enseñanza de la química aplicada, el cual es el objetivo de la Ingeniería química, la cual es su área de formación.
Presentación de datos relativos a diseño, variables, datos, análisis aplicado Relativo a la herramienta TIC usada para nuestro experimento, se creó un blog mediante el proveedor de Google: Blogger.com, el cual es de acceso gratuito.
El cual presentamos en la siguiente imagen:
Diseño: Esta herramienta nos ayudó a recolectar información de acuerdo al tipo de Diseño No Experimental seleccionado, de carácter longitudinal cuyo propósito es analizar cambios a través del tiempo y se apoyará para su medición en el análisis de tendencias y el análisis evolutivo de los grupos (Sampieri, 2010) .
Variables:
• Variables independientes: Contenido de química aplicada para la industria publicados.
• Variables dependientes: Cantidad de visitas a la página durante un mes y cantidad de comentarios dejados.
Análisis:
Se hizo una revisión estadística a través del mismo recurso de blogger.com para monitorear cantidad de visitas al blog, si alguien había dejado algún comentario o pregunta.
Los resultados se muestran a continuación en la siguiente imagen:
Los resultados visitas obtenidos fueron los siguientes:
Todo esto a partir de la fecha de creación del blog. Para un periodo de observación menor a 30 días.
La cantidad de comentarios dejados en la página a pesar de poseer un total de 38 visitas fue de 1 sola persona.
Podemos concluir que los contenidos publicados al ser solo informativos y no dejan preguntas abiertas no promueven el debate de los participantes. La persona dejó publicado que “los temas le parecían interesantes y que esperaba la próxima publicación”.
Resultados y Discusión:
El proveedor ofrece herramientas para los vínculos de edición, humor diario, comentarios, indicaciones para los amigos, realización de encuestas, creación de blog comunitario, construcción del perfil del administrador del blog, contador de visitas, entre otros.
En adición, el blog puede ser protegido por contraseña y liberado para visita solamente por aquellos que la posean.
El blog que construimos tuvo la finalidad de servir como metodología relacionada al uso de las TIC’s en clases de la Química Aplicada p, específicamente para los estudiantes de grado de ingeniería química con un enfoque de contenidos de tratamiento de agua, centrándose en los procesos operaciones unitarias, los cuales son el pilar de esa carrera.
Conclusiones
En conclusión, hemos visto mediante varios ejemplos que las TIC sí que son actualmente herramientas indispensables en los procesos de E/A de la química, porque permiten desarrollar actividades que eran imposibles hasta hace pocos años.
Las TIC no deben convertirse en la única herramienta para enseñar química, pero deben ser un recurso usado, y usado críticamente con el acompañamiento del docente, quien será el responsable de evaluar la confiabilidad de la información o de sugerir aquellos recursos que se ajustan al contexto y a los propósitos de formación. Los profesores diseñamos nuevos recursos y exploramos junto con los estudiantes su potencial y limitaciones como instrumento para la E/A.
Se requieren, por tanto, investigaciones constantes para determinar qué procesos de aprendizaje se activan con el uso de estas herramientas.
La discusión se debe de centrar en torno a las metodologías de trabajo en el aula y con los alumnos, que representen una verdadera oportunidad para lograr el aprendizaje significativo y el desarrollo de
habilidades cognitivas. No creemos que sea correcto discutir si con ayuda de las TIC se aprende más o menos que con metodologías tradicionales, o con el libro de texto como recurso casi único.
Se trata de herramientas diferentes, para entornos sociales y tecnológicos de naturaleza bien diferente, y no tienen mucho sentido las comparaciones entre objetivos, metodologías, habilidades, situaciones socioeconómicas, etc., totalmente distintas.
Además, la cuestión no es si hay que utilizar o no las TIC, sino cómo podemos emplearlas.
El alumno tiene derecho a recibir una formación científica que haga uso de todos los recursos existentes en su entorno socio-laboral, y las TIC impregnan dicho entorno.
Hace falta aún muchas iniciativas que popularicen el uso cotidiano de las TIC en los centros: la extensión de la conexión a Internet por todos los espacios educativos, el uso de equipos móviles y portátiles por parte del profesorado, la difusión de buenas herramientas y buenas prácticas.
Por otra parte, es necesaria la formación digital del profesorado. En muchas ocasiones se imposibilita que los docentes hagan uso de las TIC porque se carece de medios para hacerlo, pues existen grandes desigualdades en las dotaciones de ordenadores, proyectores, pizarras digitales, etc., entre los centros.
El profesorado de Química que usa las TIC representa la minoría en los centros docentes y muchas veces, invertir 15 minutos de clase para montar la pizarra digital o conocer las novedades tecnológicas relacionadas con la educación se ve como una especie de rareza.
Otros factores que a menudo, no son tenidos en cuenta cuando se evalúan este tipo de recursos es que muchos están en inglés, por ejemplo, y requieren de cierto conocimiento tecnológico pues no coinciden exactamentecon el currículo y hay que adaptarlos o seleccionar aquello que nos será útil y que podemos emplear como complemento en nuestras actividades diarias.
Hablar de enseñanza y TIC, y en concreto de la enseñanza de la Química, es hablar de un fenómeno lleno de contrastes. Por una parte tenemos un gran grupo de profesores dispuestos a aprender y a utilizar las nuevas tecnologías en el aula pero, por otra, también tenemos un grupo de profesores que ni siquiera han aprendido a utilizar un simple procesador de textos.
Además, hay una notable diferencia entre el valor que le dan las diferentes administraciones educativas a las TIC.
La revisión bibliográfica muestra la necesidad de mejora de las propuestas metodológicas que actualmente se encuentran rezagadas y muestra, también, la necesidad de mejora en la formación de los educadores en el sentido de discutir y adaptar estrategias de enseñanza con el uso de entornos virtuales de aprendizaje.
La construcción del blog sobre Química aplicada en Tratamiento de Agua se objetivó para desarrollar aprendizajes en estudiantes de la Química en la enseñanza grado, con el enfoque de demostrar conceptos, agregar vídeos informativos e ilustrar los contenidos de manera creativa, constructiva y bastante interesante.
Agradecimientos
A la Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD) por proveer los recursos humanos y físicos para el desarrollo de la Maestría Profesionalizante de Química para Docentes (2013-2015).
Al Mtro. Claudio Durán Hilario por todos sus aportes en el desarrollo de la asignatura TIC para la Enseñanza de la Química, cuyo enfoque de enseñanza vanguardista y dinámico, sin duda, nos acompañaran en nuestro diario vivir para mejorar nuestras competencias como maestros y profesionales del área de la química.
Referencias bibliográficas
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