Vol. VI. Año 2021. Número 2, abril-junio
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Fortalecimiento teórico-práctico de la enseñanza de la Química mediante
la aplicación de simuladores virtuales a los estudiantes de 2do año de
Bachillerato de la Unidad Educativa Técnico Uruguay de la ciudad de
Portoviejo de la provincia de Manabí
Enseñanza de la Química mediante la aplicación de simuladores virtuales
AUTORES: Richard Góngora Zambrano
1
Freddy Eduardo Santana Giler
2
DIRECCIÓN PARA CORRESPONDENCIA: richota20@gmail.com
Fecha de recepción:
28
-
09
-
2020
Fecha de aceptación:
07
-
12
-
2020
RESUMEN
El presente trabajo de investigación se lo realizo con la finalidad de poder atender una
necesidad que viven la mayoría de las instituciones de educación media, en el área de
las ciencias experimentales, específicamente en la enseñanza de la Química, la cual se
torna compleja para los docentes al momento querer vincular los conocimientos
teóricos con los conocimientos prácticos, debido a la carencia de equipos, materiales,
sustancias y en la mayor parte de los casos de un espacio físico adecuado en el cual
poder impartir las prácticas de experimentación. Por tal motivo se propuso una
investigación con enfoque de innovación, mediante la utilización de simuladores
virtuales, los cuales permiten a docentes y estudiantes poder fortalecer su proceso de
enseñanza – aprendizaje en la asignatura de Química, para lo cual se capacitó a los
docentes y estudiantes del área de ciencias experimentales de la Unidad Educativa
Fiscal Uruguay, con la finalidad de que conozcan el manejo de la aplicación y de esta
manera pudiesen adquirir las destrezas y habilidades necesarias para el manejo de los
simuladores.
PALABRAS CLAVE: Simulador virtual, enseñanza, aprendizaje, Química.
Theoretical-practical strengthening of the teaching of Chemistry through
the application of virtual simulators to the students of the 2nd year of
Baccalaureate of the Uruguay Technical Educational Unit of the city of
Portoviejo of the province of Manabí
ABSTRACT
This research work was carried out in order to be able to meet a need that most
secondary education institutions live in the area of experimental sciences, specifically
in the teaching of Chemistry, which becomes complex for students, teachers at the
1
Estudiante de Pregrado. Facultad de Filosofía, Letras y Ciencias de la Educación. Universidad Técnica de Manabí.
Ecuador. ORCD iD https://orcid.org/0000-0001-7801-6369
2
Docente. Facultad de Filosofía, Letras y Ciencias de la Educación. Universidad Técnica de Manabí.
Ecuador.ORCD iD https://orcid.org/0000-0002-0324-0507
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time want to link theoretical knowledge with practical knowledge, due to the lack of
equipment, materials, substances and in most cases of an adequate physical space in
which to teach the experimentation practices. For this reason, an investigation with an
innovation approach was proposed, through the use of virtual simulators, which allow
teachers and students to strengthen their teaching - learning process in the Chemistry
subject, for which teachers and students were trained from the area of experimental
sciences of the Uruguay Fiscal Education Unit, in order that they know how to use the
application and, in this way, they could acquire the skills and abilities necessary to
use the simulators.
KEYWORDS: Virtual simulator, teaching, learning, chemistry.
INTRODUCCIÓN
El propósito de este trabajo es el desarrollo de una estrategia para el ejercicio
eficaz de la docencia en las prácticas de laboratorio de Química.
Mediante dicha estrategia se pretende principalmente que el estudiantado
ponga de manifiesto cómo se relacionan los fenómenos, los objetos y los
conceptos científicos propios de esta asignatura y se fomente la interacción oral
entre estudiantes haciendo uso de la lengua extranjera y la propia, de modo de
poder hablar sobre ciencias de un modo apropiado y enriquecedor.
El uso del laboratorio en la enseñanza de la Química hoy día resulta
indispensable, aunque se reconoce esta necesidad también es preciso resaltar
las dificultades que significa el uso del laboratorio especialmente en la
enseñanza de nivel medio y universitario inicial:
• La escasez de horas en los currículums académicos para asistir a clases
de laboratorio.
• El número de estudiantes por cada grupo con clases y recursos edilicios y
humanos insuficientes.
• Los riesgos potenciales en el trabajo con grupos numerosos.
• Los recursos económicos disponibles, debidos a la inversión inicial y al
mantenimiento siempre son escasos para tener un laboratorio equipado
correctamente.
DESARROLLO
Las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) son los recursos que
permiten procesar, almacenar y transmitir información para presentarlo en voz,
texto, video e imagen. Son medios que facilitan la adquisición de conocimientos,
habilidades y permiten desarrollar nuevas formas de aprendizaje. (CEPAL,
2010)
Según CEPAL (2013), la tecnología informática produce cambios en el
pensamiento del individuo, modificando ciertas tareas y provocando mejoras
sustanciales a ellas. Una de estas tareas son los procesos educativos, en donde,
los recursos TIC se han convertido en herramientas importantes en el
desarrollo pedagógico en la actualidad.
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La enseñanza en conjunto con los recursos TIC ha generado interés en todos
los sectores, lo cual genera necesidad de nuevas estrategias de capacitación del
docente y la interacción con el alumno para mejores resultados (Instituto de
Tecnologías Educativas, 2011).
El sistema educativo tiene la necesidad de implementar mejoras constantes
acordes a los tiempos; en este caso el hecho de tener a mano recursos
tecnológicos tan interesantes implica lograr una transformación de calidad en
la educación. (Wikipedia, 2013)
Podría resultar negativo que teniendo estas innovaciones tecnológicas no se
utilizaran en el proceso educativo, además que las TIC pueden ayudar en el
desarrollo intelectual y social del individuo, de manera que enfrente las
vicisitudes de la sociedad de la información. (D. P. Ospina Pineda, 2008)
Aunque en diversos países el uso de TIC está generalizado, hay lugares donde
se avanza lentamente, aunque la implantación se prevé cambie el rumbo de
cómo se educa.
Algunas de las características de estos nuevos recursos son:
• Una actualización constante de las informaciones que provee.
• Una adquisición de conocimientos continúa y en cualquier lugar, con
facilidad de aprendizaje individual y grupal. El conocimiento se construye
socialmente.
• Cambia el rol del docente y el estudiante.
El docente es ahora asesor, orientador, facilitador y mediador de enseñanza,
mientras que el estudiante trabaja como un investigador y emplear sus
habilidades para adquirir aprendizaje de manera autónoma. (P. G. Charcas
Cuentas, 2009)
Impacto de las TIC en la educación
Adquirir conocimientos, desde mi punto de vista, es la actividad más
importante para la preparación personal y por ende el desarrollo económico y
social de un país, siendo entonces la educación y formación los medios para la
transmisión de estos conocimientos. (Cadillo, 2010)
El uso de las TIC en la educación constituye una herramienta para el
aprendizaje, y permite a los ciudadanos el acceso a la información en cualquier
lugar y hora, además que la red dispone de recursos atractivos para aprender.
El impacto que tiene estas tecnologías en la educación viene dado con la
transformación del proceso educativo tradicional. Las TIC son justificadas en
este caso como un recurso que puede contribuir a la mejora sustancial del
aprendizaje y aumento en la calidad de la enseñanza. (Eduteka, 2011)
Comentaremos a continuación algunos ejemplos de aplicación de las TIC a la
E/A de la Química, en concreto:
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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
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.
Hacen 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. (Borges de Barros Pereira,
Hernane., 2002)
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. (Campanario, J.M. Metalibros; 2003)
A menudo, el profesorado de Química que usa las TIC son minoría en los
centros docentes y se les considera una especie de "gente loca" a los que se les
perdonan rarezas como llevar un blog, perder 15 minutos de clase para montar
la pizarra digital o conocer las novedades tecnológicas relacionadas con la
educación (Davidson-Shivers, 2003)
La Química como una enseñanza básica
La enseñanza de la Química se ha convertido con el pasar de los años en un
reto para los docentes, situación que puede deberse a la falta de interés y el
sentimiento de apatía que causa en los estudiantes solo escuchar la palabra
“Química”. Comprender que la Química es todo lo que nos rodea resulta en
algunas ocasiones algo difícil de asimilar por los estudiantes ya que no se
establecen relaciones en las cuales se pueda interiorizar que a diario se está en
contacto con la Química, que muchos de los procesos vitales obedecen a
reacciones Químicas y en general que los materiales que se utilizan en nuestra
vida cotidiana existen gracias a que con el uso adecuado de los conceptos
químicos se pudieron fabricar.
La Química como una rama de las ciencias naturales exige que su enseñanza
deba estar soportada en una correcta modelización de sus teorías, permitiendo
la comprensión de los conceptos químicos y aportando a su fijación de forma
coherente. Del docente dependerá que la enseñanza-aprendizaje de la Química
pueda convertirse en un proceso efectivo y que además este mediado por
variedad de actividades que conduzcan a generar en los estudiantes motivación
e interés por esta ciencia.
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Dentro de las herramientas útiles para la enseñanza de la Química tenemos
algunos softwares aplicaciones y herramientas tecnológicas como son:
• Camp Tool: es útil en la elaboración de mapas conceptuales permitiendo
una mejor relación de contenidos y temáticas propias de la Química.
• Excel: este programa nos brinda la posibilidad de construir gráficas y
tablas de datos y especialmente para temáticas de Química como la
solubilidad donde hay que construir y analizar gráficas sobre la cantidad
de sustancia que de disuelve en una determinada cantidad de solvente.
• ACD/ChemSketch 5.0. ChemSketch, el cual es un programa empleado en
la construcción ecuaciones Químicas. Además, se utiliza para crear
moléculas de sustancias Químicas.
• VLabQ: este programa se puede conseguir fácilmente en internet y nos da
la posibilidad de realizar la simulación de algunos procesos químicos
como la destilación, filtración, evaporación entre otros.
• Videos de YouTube: esta es una ayuda que no solo se utiliza en la
enseñanza de la Química sino en todas las áreas es muy utilizada para
fortalecer enriquecer ilustrar las explicaciones de las diferentes
temáticas.
• Enlaces http://www.eis.uva.es/~qgintro/nomen/nomen.html http:/
/www. ibercajalav. net/ Página donde se pueden realizar evaluaciones
virtuales de las diferentes temáticas de la Química como: Estequiometria,
Sistema Periódico, estructura atómica, solubilidad… Simuladores de
reacciones Químicas http://www.fisica-quimica-secundaria-
bachillerato.es/animaciones-flash
interactivas/Química/balanceo_ecuacion_quimica_1.htm
http://www.fisica-quimica-secundaria-
bachillerato.es/quimica_interactiva.htm
http://www.bioygeo.info/Animaciones/Oxidos.swf
http://phet.colorado.edu/en/simulation/acid-base-solutions
http://phet.colorado.edu/en/simulation/atomic-interactions
https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/chemistry En estas
páginas se pueden realizar diferentes simulaciones para diferentes
temáticas y procesos dentro de la Química. Test virtuales: por ser una
herramienta que genera su calificación al dar clic en enviar resulta muy
útil tanto para el docente que ya no tiene que calificar, y desde el punto
de vista de las competencias es muy adecuada para medir que tan
competentes son nuestros estudiantes en determinados contextos
• La WQ Websquest: Es una herramienta de gran utilidad, ya que
constituye una nueva perspectiva referente al trabajo de los estudiantes
dentro y fuera del aula. Es una actividad de investigación guiada con
recursos principalmente de Internet, donde se establecen previamente
todos los pasos a seguir, incluidos la distribución temporal y los
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recursos. En relación al quehacer docente, la WQ contribuye
enormemente a la organización, resultando sencillo su diseño e
implementación.
• Weblogs: los blogs tienen muchas definiciones entre ellas y según
diferentes autores tenemos: Una definición enciclopédica “Blog es un sitio
web frecuentemente actualizado que consiste en accesos fechados
cronológicamente en orden inverso de tal forma que los mensajes más
recientes aparecen primero. Generalmente los blogs son publicados por
individuos y su estilo es personal e informal.”
Las estrategias de enseñanza se pueden definir como los procedimientos o
recursos que el docente utiliza en forma reflexiva y flexible para el logro de
aprendizajes significativos en sus alumnos (Mayer, 1984; Shuell, 1988; West,
Farmer y Wolff, 1991 en Díaz Barriga, 2007). El énfasis de las estrategias de
enseñanza está en el diseño, programación, elaboración y desarrollo de los
contenidos a aprender seleccionados por el docente; donde la planificación se
realiza de acuerdo con las necesidades de aprendizaje, a la cual van dirigidas y
cuyo propósito es hacer más efectivo el proceso de enseñanza.
La enseñanza de la Química en la escuela media ofrece contenidos que se
encuentran muy alejados de los intereses de los alumnos y de los problemas
que intentan resolver los profesionales de esta área del conocimiento en la
actualidad y de los métodos que ellos utilizan. En general, durante su
enseñanza, no se contempla el carácter humanístico de la Química ni sus
implicaciones sociales y se tienen poco en cuenta las interrelaciones con otras
disciplinas como la biología, la física, la matemática o las ciencias de la tierra.
Se emplean estrategias didácticas que favorecen poco la participación del
alumno. Se dedica poco tiempo a la realización e interpretación de experiencias,
a la planificación y realización de investigaciones, lo que conduce a no
desarrollar en los alumnos habilidades tales como: observar, interpretar,
argumentar, sacar conclusiones, redactar un informe, presentar un trabajo
oralmente, participar en un debate, etcétera.
Pocas veces se relaciona la Química con las Tecnologías de la Información y la
Comunicación (TIC) y durante la evaluación, la mayoría de las veces, la
actividad se centra en describir hechos o conceptos o en la resolución de
ejercicios numéricos repetitivos. Estas prácticas son las que el estudiante al
recibirse replica con sus alumnos. (Proyecto de mejora para la formación inicial
de profesores para el nivel secundario, área Química, 2010)
La Química experimental se reitera en la metodización de observaciones y
medidas cuantitativas bajo condiciones experimentales controladas,
preparando estados bien dispuestos para la anotación y recolección de datos y
resultados de cálculos de tal forma que puedan inferirse deducciones de
manera más sencilla que desde el punto de vista teórico.
El trabajo en el laboratorio es el corazón de la Química, donde la observación y
la interpretación de los principios químicos, son vitales para el desarrollo de la
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ciencia, y donde siempre tiene cabida el razonamiento lógico e imaginativo, así
como el ingenio y el uso común. La enseñanza y el aprendizaje de la Química
para los alumnos de los primeros cursos de la universidad, es una constante
preocupación debido a las altas tasas de reprobación. Esta problemática nos ha
llevado a desarrollar un modelo de enseñanza, cuya principal característica es
la aplicación de una estrategia didáctica, entendida como acciones que
favorecen el aprendizaje, y que en este estudio se denomina enfoque
globalizador de la enseñanza de la Química, que se basa en las necesidades de
aprendizaje de los alumnos, considerando actividades contextualizadas en la
sala de clases y en el laboratorio apoyados con ambientes virtuales diseñados
para este propósito. La aplicación de la estrategia consideró por una parte
identificar los conocimientos previos de los estudiantes, para lo cual diseñamos
y aplicamos dos instrumentos y además la aplicación del test CHAEA para
identificar los estilos de aprendizaje de los estudiantes.
Programas para educación virtual:
• Programas y software para educación virtual.
• Laboratorio virtual de Química
• Aula virtual para simulación de laboratorio de Química-electroQuímica
El laboratorio de Química virtual permite la simulación de experimentos de
forma fácil y segura, con presentación de resultados en forma gráfica.
El sistema permite al profesor acompañar, supervisar y controlar el trabajo de
los estudiantes en tiempo real, mediante la combinación de herramientas de
seguimiento dentro del salón de clase.
• Software para simulación de experimentos de Química en el computador:
Posee una interfaz gráfica y sencilla de usar, donde los objetos pueden
manipularse con el ratón, mediante arrastrarse al área de trabajo.
Los 5 laboratorios disponibles, (Química, física, tecnologías, informática y
matemáticas), tienen interfaces, así como rutas de opciones semejantes, para
facilitar el manejo de los usuarios, y todos ellos contienen una guía de inicio
para aprender el manejo de software, un apartado con ejemplos y modelos
propuestos y una biblioteca de elementos para realizar nuevos modelos.
Los estudiantes pueden trabajar a su propio ritmo y el profesor puede
supervisar desde su computador el trabajo de cada uno, intervenir en el mismo
si lo considera necesario, e incluso demostrar al estudiante desde su puesto la
manera de realizar la actividad. El profesor puede también iniciar desde su
computador, el software de Química, física, tecnologías, informática y
matemáticas de los estudiantes y detenerlo cuando lo requiera. El software
permite simular el ambiente de laboratorio de Química
• Programa de acompañamiento y seguimiento a los alumnos StudyRoom
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El sistema cuenta con las herramientas necesarias para que el profesor
complemente el contenido del curso, mediante el aporte de material externo
proveniente de otras fuentes u otros cursos.
De esta forma, el profesor podrá dictar algunas clases con independencia de los
contenidos suministrados, ya que el software le permite entre otras enviar
videos a los estudiantes, enviar archivos con contenidos o solicitar a los
alumnos el envío de documentos de su propia autoría, enviar exámenes
preparados por el profesor, crear discusiones entre estudiantes, permitir que
un estudiante demuestre un tema a los demás o demostrarlo él mismo.
Nota: cuando se compra la licencia de uno de los cinco paquetes para una
institución, (Química, física, tecnologías, informática y matemáticas,) se entrega
una licencia de software StudyRoom Control para un salón de clase, cuyo
número de alumnos se define durante la negociación.
El software de Química virtual viene en idioma español y ha sido diseñado para
operar sobre Sistemas operativos Linux (kernel 2.6 o posterior) y Windows
(Windows 2000, XP o posterior).
La aplicación incluye barra de comandos con las siguientes funciones:
• Archivo: nuevo, abrir, guardar, guarda, como, imprimir, configurar
página, archivos recientes, salir.
• Editar: deshacer, rehacer, cortar, copiar, pegar seleccionar todo, eliminar,
propiedades, pausa, voltear, colocación.
• Ver: panel lateral, barra de herramientas, pantalla completa, zoom,
cuadricula.
• Escena: pantalla o mesa de trabajo donde se sitúan los diferentes
elementos seleccionados por el usuario (nueva escena, eliminar escena o
escenas activas).
• Ayuda
Aula virtual para simulación de laboratorio de Química:
Clasificación de materiales: Entre otros temas se tratan las animaciones
atómicas, elementos y compuestos, iónico, covalente y metálico para
conductividad, puntos de fusión y solubilidad, hielo fundido y agua hervida,
sólidos líquidos y gases. Otros ejemplos incluyen lo hervido, formación de un
compuesto, calentamiento de líquidos, fusión, y soluciones y suspensiones.
Ecuaciones y cantidades: En este acápite se tratan temas como las reacciones
de equilibrio, compuestos y reacciones Químicas, la fórmula empírica de óxido
metálico, equilibrio (cloruro amónico), equilibrio y temperatura, moles y masas,
reacción reversible (cloruro amónico y sulfuro de cobre) y cálculo de
rendimiento. Otros estudios que se pueden realizar incluyen cambios químicos
y físicos, combinación y precipitación.
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Tasas de reacción: Incluye catalizadores y velocidad, concentración y velocidad,
definición de tasa de reacción, pólvora y explosiones, medición de tasas de
reacción, superficie y tasa. Incluirá también ejemplos variados sobre el tema.
Energía: En esta sección del software se realizan experimentos sobre energías y
reacción, fuego de carbón, endotérmica y exotérmica, combustibles y alimentos,
productos de combustión, y se incluyen ejemplos de combustión,
descomposición, cambios de energía y exotérmica y endotérmica.
Agua y soluciones: Los ejercicios incluyen la extracción de sal, bebidas
gaseosas, destilación fraccionada, dureza del agua, iones en solución,
concentración molar, definición de solubilidad y solubilidad y temperatura. El
software incluye amplia variedad de ejemplos adicionales para el tema, como es
la disociación, la disolución, compuestos hidratados, solubilidades relativas,
separación de un soluto de una solución y de un disolvente, separación
mediante cristalización, separación de sólidos insolubles, de líquidos, de sólidos
de líquidos, y de dióxido de carbono.
Ácidos, bases y sales: El tema incluye experimentación en las siguientes áreas:
ácidos y bases, lluvias ácidas, disociación, elaboración de sales, neutralización,
pH e indicadores, solubilidad de las sales, ácidos del estómago, volumetría,
curvas de volumetría, y ejemplos en reacciones ácidas y alcalinas, ácidos y
álcalis, creación de sales insolubles y solubles, metales y ácidos, neutralización.
ElectroQuímica: Incluye experimentos en electrólisis (básico y concentración),
purificación de cobre, galvanoplastia, electrólisis de agua marina, electrolisis
(soluciones, voltaje y electrodos) y pilas. Temas adicionales incluyen: metales
que se depositan, células electroquímicas, ecuación de Nernst, y varios de
electrólisis.
La tabla periódica: Incluye experimentos en metales alcalinos (punto de fusión),
metales alcalinos (reactividad), halógenos, reacciones de desplazamiento y
metales de transición.
Gemas y metales: Incluye experimentos en extracción de mineral metálico,
piedra caliza, hierro, reactividad de metales (ácido, aire, agua) con diversos
ejemplos en reacciones competitivas, descomposición del óxido de mercurio,
reacciones de desplazamiento, extracción de metal de gemas, metales y agua,
etc.
Identificación de sustancias: Incluye ensayos a la llama, prueba de carbonatos,
de gases, de haluros, de iones de metal y de sulfato, así como sustancias
desconocidas. Se realizarán pruebas de sales amónicas, dióxido de carbono,
hidrógeno, sales de metal y oxígeno.
Las características primordiales que podemos destacar en los laboratorios
virtuales pueden verse desde distintos puntos de vista; uno puede ser el
enriquecimiento social, cultural y económico que ello implica, es decir, ofrecer
la posibilidad de formar grupos económicos que permitan en la implementación
de un laboratorio virtual compartir los costos que involucran la adquisición de
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equipo especializado de última generación entregándolos a la comunidad
académica y científica del mundo entero para su utilización, además, se tendrá
acceso al equipo sin límites de tiempo y lo más importantes sin sufrir
traumatismo por tener que recorrer grandes distancias pues se dispondrá de
todo el instrumental necesitado a cualquier hora y en cualquier parte del
mundo lo que conlleva un mayor desarrollo tecnológico y por ende un mejor
medio de vida.
Desde otro punto de vista se puede analizar las características técnicas que
necesita esta aplicación entre las que podemos mencionar: el laboratorio virtual
debe encontrarse en una red de alta velocidad como Internet 2 o Gigante, con
todo y la connotación técnica que ello involucra , dicho de otra forma, se debe
contar con los recursos apropiados para la exigencia de la aplicación , de ahí
que se pueda llegar a pensar que lo que se deja de invertir en equipo es
destinado para el soporte tecnológico que implica la interconexión a una red de
este tipo pero se debe analizar que dicha inversión le permitirá a la institución
realizar otras aplicaciones con las misma importancia y peso que traerá
desarrollo científico e intelectual.
Dentro de Los componentes de un laboratorio virtual se pueden destacar:
Potentes interfaces gráficas de usuario (GUI) bajo la forma de applets Java
(applets de experimentación). Estas interfaces deben estar compuestas por los
esquemas requeridos y determinados por cada uno de Los laboratorio o
prácticas a realizar, que representen Los elementos que compones el sistema
funcional de cada una de las áreas, por ejemplo para procesos industriales
plantas, controladores, tuberías, válvulas, etc. más un conjunto de diagramas
de señal para analizar la evolución de los parámetros y variables a lo largo del
tiempo de simulación, en procesos químicos la utilización de microscopios y
dispositivos de laboratorio que permitan evaluar reacciones de diferentes tipos
de mezclas lo mismo que poder representar la tendencia estadística Del
comportamiento de compuestos y así podremos enumerar muchas otras
disciplinas en las que el objetivo primordial es hacer sentir al estudiante,
docente o investigador en el avance tecnológico actual.
Tipos de simuladores virtuales:
• VLabQ y QGenerator: Es un simulador creado por Sibees Soft que utiliza
equipos y procedimientos estándares para simular los procesos que
intervienen en un experimento o práctica. La versión demo incluye 5
prácticas ya desarrolladas por los autores del programa, pero con
ninguna otra restricción y existe un programa complementario para
generar las prácticas uno mismo llamado QGenerator, con lo cual da más
valor al uso de este programa ya que el docente puede aplicar la
utilización del mismo a cualquier tipo de práctica que vaya a llevar a cabo
en clase, sobre todo cuando se necesita la utilización de componentes y
soluciones peligrosas.
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• VLabQ Virtual Chemistry Lab: Diseñado por un joven desarrollador de
software búlgaro llamado Boyan Mijailov. Es un LVQ muy intuitivo y
cuenta con una base de datos de reacciones. En general, los
experimentos se llevan a cabo de manera muy simple y recuerda el
trabajo de laboratorio real. El programa también incluye un asistente que
avisa de todos los cambios en el programa. El programa ofrece varias
herramientas como visualizador molecular, tabla periódica, tabla de
solubilidad, tabla de la actividad oxidante y relativa e incluso un glosario.
También cuenta con un editor de ecuaciones y un convertidor de
unidades. Trae autoevaluaciones, una calculadora científica, ejercicios de
laboratorio, tareas y un registro de laboratorio.
• Virtual Chemistry Lab IrYdium Chemistry Lab: Este LVQ está en sitio
llamado The ChemCollective perteneciente a National Science Digital
Library (NSDL) y es el resultado del proyecto IrYdium destinado a generar
actividades de aprendizaje basadas en escenarios interactivos. Esta
aplicación Java se puede utilizar on-line o se puede bajar al ordenador,
es algo precario en el uso y la gráfica, pero intuitivo. No trae prácticas de
laboratorio preestablecidas, es decir que se trabaja libremente con
materiales y reactivos. Viene en una diversidad importante de idiomas.
Existe una versión de prueba 3D
• Virtual Chemistry Lab Crocodile Chemistry: Es un LVQ muy completo en
cuanto a cantidad de experimentos ya cargados, materiales y reactivos.
La gráfica es bastante avanzada y dinámica, los experimentos son
emulados con total realismo en el proceso. Las reacciones son recreadas
de forma precisa pudiendo ver su evolución a lo largo del tiempo tan
pronto como se mezclan los reactivos químicos. Se pueden modificar los
parámetros de casi todos los componentes como también trazar gráficos
para analizar los experimentos y examinar el movimiento y los enlaces de
los átomos y moléculas utilizando animaciones en 3D. Su flexibilidad
permite realizar una amplia gama de experimentos.
• VirtualChemLab: Es un LVQ que viene en soporte CD y con un libro que
trae algo de teoría y actividades. Es sumamente realista, en 3D, y da la
sensación de estar efectivamente en el interior de un laboratorio. Fue
desarrollado por la Brigham Young University y se comercializa vía
internet y en librerías por editado por Prentice Hall de Pearson Educación
de México en su versión en español. Es muy dinámico, intuitivo y la
versión de Química General trae una serie de experimentos para realizar
en cinco mesadas de trabajo, que diferencian las temáticas a abordar:
Química Inorgánica, Calorimetría, Gases, Química Cuántica y
Valoraciones. Viene también una versión de Química Orgánica además de
otras disciplinas científicas como Física, Ciencias de la Tierra y Biología.
• ChemLab: Pertenece a una empresa llamada Model Science Software. Es
un LVQ dinámico y potente. Además de elegir los módulos de simulación,
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el usuario puede crear también sus propios módulos, utilizando Lab
Wizard, que es una especie de asistente de creación de simulaciones.
Este asistente presenta un interfaz gráfico que permite programar nuevas
simulaciones. Tiene las mismas características que otros básicamente en
el uso y los materiales disponibles.
Ventajas de los laboratorios virtuales:
• Se fomenta un aprendizaje constructivista.
• Los alumnos aprenden por cuenta propia fomentando la capacidad del
análisis, el pensamiento crítico, la utilización de tecnología informática,
etc.
• Evita que productos tóxicos y perjudiciales entren en contacto con
nuestros alumnos.
• No supones gasto económico alguno por parte del área de ciencias, para
adquirir nuevos aparatos, nuevos productos químicos, etc.
• Permite pérdida de tiempo al desplazar a los alumnos hacia el laboratorio.
• Evita el reciclaje de desechos químicos
Desventajas de los laboratorios virtuales:
• Inconvenientes cuando no existe un ordenador personal.
• No tienen en cuenta las ideas de los alumnos.
• El aula tiene que disponer de internet.
• Hay ciertos experimentos que no se los puede realizar virtualmente.
• Los resultados son menos llamativos para los estudiantes.
• Hay ciertos experimentos como la realización del jabón, cremas, colonias,
entre otros, que no pueden ser utilizadas por los estudiantes.
La investigación desarrollada es de carácter cuali-cuantitativo porque la
síntesis de los resultados y manejo de los mismos se basaron en el carácter
numérico representados en cuadros y gráficos estadísticos. Es de carácter
cualitativo porque permitió determinar una problemática mediante una
visualización clara y concreta de los involucrados y del objeto de estudio. Se
utilizó la investigación bibliográfica porque a través de ella se pudo identificar,
comparar los diferentes enfoques, teorías, contextualizaciones y criterios de los
diferentes autores relacionados con la problemática.
Resultados
Una vez aplicada la encuesta a docentes y estudiantes se lograron obtener los
siguientes resultados:
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Con respecto a la preparación de las clases para las prácticas de laboratorio de
manera continua y permanente en base a lo que rige en el pensum académico
cooperativo los docentes mencionan en un
65% que No y el 35% que Sí. En relación a
lo obtenido cabe mencionar que la mayoría
de los docentes no están realizando la
planificación de los contenidos
experimentales, lo que hace ver que no
están realizando la vinculación de los
contenidos teóricos con los prácticos.
Caamaño, 2011 nos dice que el desarrollo
del ejercicio docente requiere que estos
cumplan con una determinada carga
académica, horas de clase; tiempo que debe ser utilizado y optimizado para
lograr abarcar todos los temas que el currículo exige. Por esta razón incluir
trabajo experimental en el aula de clase podría significar para muchos
docentes, que no se está utilizando el tiempo para la enseñanza de los
contenidos, y por las razones mencionadas anteriormente no lo conciben como
una actividad complementaria al proceso de enseñanza-aprendizaje, sino como
trabajo extra.
Al consultarle a los estudiantes sobre si
durante las prácticas de laboratorio de
Química, el docente implementa diferentes
metodologías de enseñanza que van acorde
con lo enseñado teóricamente, los educandos
mencionan en un 46% mencionaron que Si
implementan diferentes metodologías y el 54%
indicaron que no varían las metodologías
empleadas. En relación a los resultados
obtenidos se resalta que la mayor parte de los
estudiantes indican que los docentes no están
realizando variación en cuanto al uso de metodologías que le permitan vincular
los conocimientos teóricos, con los prácticos, y de esta manera puedan lograr
un aprendizaje más significativo. Galiano, 2014 destaca que “Del docente
dependerá que la enseñanza-aprendizaje de la Química pueda convertirse en
un proceso efectivo y que además este mediado por variedad de actividades que
conduzcan a generar en los estudiantes motivación e interés por esta ciencia”.
El uso de herramientas tecnológicas en la educación, resulta un factor
importante dentro del que hacer educativo, por tal motivo al consultar sobre el
tipo de herramientas TIC que emplea al realizar las prácticas de laboratorio, el
65% de los docentes indicaron que no emplean ninguna herramienta TIC, y el
35% mencionó que emplea vídeos. En este sentido se establece que la mayoría
de los docentes no hacen uso de las herramientas tecnológicas para el
desarrollo de sus clases experimentales, dado que todas las cátedras se realizan
A) SI
35%
B) NO
65%
A) SI B) NO
A)SI
46%
B)NO
54%
A)SI B)NO
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Facultad de Filosofía, Letras y Ciencias de la Educación. Universidad Técnica de Manabí. ECUADOR.
de manera tradicional en el salón sin la
parte experimental. En este sentido Carr
(2001) menciona que “La enseñanza de las
ciencias y en especial de la Química
requiere de variedad de actividades y
estrategias que permitan que los
estudiantes puedan tener un acercamiento
efectivo al aprendizaje de esta área
mediante la experimentación, como
componente practico de las ciencias y
potencializador del aprendizaje; ya que solo
se aprende ciencia haciendo ciencia. Una de
estas estrategias son las prácticas de laboratorio o también conocidas como
trabajo práctico, donde el aula de clase se convierte en un ambiente práctico
formador de conocimiento, donde se ponen a prueba técnicas de
experimentación y se desarrolla el espíritu científico permitiendo resolver
situaciones problema de manera grupal o individual. Así entonces, las prácticas
de laboratorio empleadas como una estrategia didáctica permiten establecer
una relación directa entre los conceptos teóricos y la práctica, además de lograr
que el estudiante desarrolle habilidades y destrezas que contribuirán en su
proceso de formación”.
Al consultar a los educandos sobre si el
docente al realizar la práctica de laboratorio
les explica sobre el método que va a
emplear, a lo cual un 53% indico que No, y
el 47% mencionaron que los docentes Si
explican los métodos que van a aplicar para
llevar a cabo las prácticas experimentales.
Es decir que la mayoría de los docentes no
presentan los métodos a seguir en el
desarrollo de las clases prácticas. Al
respecto Vizcarro, (2003) hace conocer que
“Los aspectos más relevantes de la actividad experimental son los métodos a
emplear ya que estos aportan a la enseñanza con relación a diferentes
metodologías utilizados para tal fin. Se muestra que el trabajo práctico ayuda a
la compresión y que el aprendizaje conceptual ayuda a hacer ciencia.
Manifiesta que el trabajo práctico favorece la motivación de los estudiantes, así
como su iniciativa y autonomía. También con estas actividades prácticas es
posible la construcción de modelos que permitan que la teoría pueda ser
asimilada de una manera más efectiva mostrando así que la experimentación
favorece la adquisición de conceptos.”
A) SI
47%
B) NO
53%
A) SI B) NO
35%
65%
A) LAPTOP, CELULARES, TABLET
B) VIDEOS ILUSTRATIVOS Y
DEMOSTRATIVOS
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Vol. VI. Año 2021. Número 2, abril-junio
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Acerca de la metodología
asociada al uso de TIC para
el desarrollo de las prácticas
de laboratorio, el 60% de los
docentes mencionan que no
emplean ninguna
metodología, un 25%
expresaron que utilizan
metodología expositiva y un
15% expusieron que aplican
metodología dirigida y
tradicional, lo que resulta muy malo dado que sigue quedando en evidencia que
la mayor parte de los docentes no están aplicando metodologías para el
desarrollo de la parte experimental. En este sentido Reparaz (2000) expuso que
“Hay que ayudar a los docentes a plantear la integración de las prácticas con
actitud investigadora. Nos mueve el convencimiento de que el asumir el uso de
nuevo modelo de interacción en el aula requiere asumir, con espíritu crítico, el
reto de estar continuamente formándose, aprendiendo, buscando nuevas
soluciones ya que no se trata de soluciones fijas y preestablecidas.
Del mismo modo al
consultarles a los estudiantes
sobre las Tic que emplea el
docente al momento de
realizar las prácticas de
laboratorio, 50% indicaron que
no se emplean herramientas
Tic, 30% mencionaron que se
emplean vídeos ilustrativos y
demostrativos y el 20 %
expreso que utilizan
materiales del medio, lo que da a notar que hay un aspecto negativo, en
relación a que la mayoría de los estudiantes concuerdan con lo mencionado por
los docentes en cuanto al uso de Tic para el desarrollo de las prácticas
experimentales. Bajo este contexto, Álvarez (2019), define que las estrategias de
aprendizaje: “consisten en un procedimiento o conjunto de pasos o habilidades
que un estudiante adquiere y emplea de forma intencional como instrumento
flexible para aprender significativamente y solucionar problemas y demandas
académicas” y las estrategias de enseñanza como: “todas aquellas ayudas
planteadas por el docente, que se proporcionan al estudiante para facilitar un
procesamiento más profundo de la información”.
50%
30%
20%
Docente no aplica tics
Docente emplea
videos ilustrativos
Docentes utiliza
materiales del medio
60%
25%
15%
No amplean
metodologias
Emplean metodologia
expositiva
Emplean metodologia
tradicional
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Facultad de Filosofía, Letras y Ciencias de la Educación. Universidad Técnica de Manabí. ECUADOR.
Con respecto a los problemas
que presentan los estudiantes
al momento de realizar las
prácticas experimentales
dentro del laboratorio, 45%
mencionaron que no
presentan problemas, 35%
mencionaron que tienen
problemas para identificar
informes, y 20% mencionaron
que tienen problemas en
reconocer materiales. Lo que refleja que son pocos los estudiantes que
presentan problemas en cuanto al trabajo en el laboratorio. Burns (2003)
expone que “Es común escuchar que buena parte de los estudiantes consideran
que los conceptos químicos son muy difíciles de aprender debido a la cantidad
de teorías en las cuales se fundamentan, justificando que su enseñanza esta
descontextualizada de su sociedad y de su entorno, y creer que es poco útil
para su futuro desarrollo profesional y laboral. También se cuestionan los
métodos de enseñanza que utilizan los profesores, los cuales son calificados de
aburridos y poco prácticos.”
En este mismo aspecto se consultó a
los estudiantes acerca de la frecuencia
con que el docente realiza prácticas
experimentales, el 73% de los
estudiantes mencionaron que no se
realizan prácticas de laboratorio, un
14% expuso que se realizan una vez
por semana y un 13% respondieron
que se las realiza una vez por parcial,
lo que resulta sumamente preocupante
ya que un gran número de los
educandos no están recibiendo el componente experimental. Para Hudson,
Severiche & Acevedo, 2013, p.193) “Enfatizan la importancia de que el
laboratorio desarrolle la enseñanza de aptitudes prácticas básicas, como
observación, estimación de órdenes de magnitud y establecimiento de
inferencias a los estudiantes generándoles un espíritu de investigadores”.
Dentro de esta recopilación datos
obtenidos decimo qué nivel de
desarrollo obtienen los dicentes
frente a las metodologías de
fortalecimiento de las TIC
aplicadas a las prácticas de
laboratorio es de un 60% todas las
anteriores, mientras que el 30%
queda con atención y
45%
35%
20%
No presenta
problema
Presenta problema
para identificar
informe
Problema para
reconocer materiales
73%
14%
13%
No realizan
prácticas de
laboratorio
Realizan una vez
por semana
Realizan una vez
por parcial
60%
30%
10%
Todas anteriores
Queda con atencion y
concentracion
Prevencion previa
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concentración, el 10% queda con prevención previa y el 0% con raciocinio.
Según (Catret et, 2013) los estudiantes requieren de un acompañamiento total
durante la realización de la actividad y las instrucciones e indicaciones que se
le brindan deben ser las precisas y acertadas para el buen funcionamiento de la
práctica. También hay estudiantes que se atreven a proponer y trabajan de
manera autónoma y para los cuales el laboratorio es un lugar en el cual se
divierten mientras aprenden.
Según dentro de este aspecto
vemos que los temas que le
gustaría realizar una
experimentación en el
laboratorio vemos que un
31,44% de estudiantes les
gustaría realizar las prácticas
de Hidrolisis, mientras que un
27,14% de encuestados dice
que les gustaría practicar
Electronegatividad, en tercer
lugar, con 22,86% de
encuestados dice que les gustaría practicar Destilaciones y con un 7,14% dice
que le gustaría practicar Conductibilidad. Según lo plantea Driver (1989) Lo
importante es poder establecer relaciones entre la teoría y la parte
procedimental que no dependan de quien propone la actividad, estudiante o
profesor; si el resultado puede ser conocido o no con anterioridad por parte de
los estudiantes, lo que importa es que los resultados estén encaminados a
propiciar el aprendizaje, es por ello que si no se realiza correctamente el
proceso teórico practico es muy
difícil que los estudiantes
comprendan en su totalidad lo
expuesto en clase.
Dentro de esto vemos que el
material didáctico y equipo
utilizaban en las prácticas de
laboratorio es de un 50%
respondió que ninguna de las
respuestas anteriores, seguido
de un 40% que utilizan libro, en
su minoría con un 5% todas las
anteriores y videos interactivos, y un 5% con material audiovisual. Por otra
parte (Tejada, J.; Navío, A. & Ruíz, C., 2007) explica porque las estrategias de
aprendizaje consisten en un procedimiento o conjunto de pasos o habilidades
que un estudiante adquiere y emplea de forma intencional como instrumento
flexible para aprender significativamente y solucionar problemas como “todas
39%
33%
28%
Realizar practicas de
hidrolisis
Realizar practicas
electronegatividad
Realizar practicas de
destilaciones
50%
40%
5%
5%
Ninguna de las
anteriores
Utilizan libro
Todas las anteriores y
videos interactivos
Material audio visual
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Facultad de Filosofía, Letras y Ciencias de la Educación. Universidad Técnica de Manabí. ECUADOR.
aquellas ayudas planteadas por el docente, que se proporcionan al estudiante
para facilitar un procesamiento más profundo de la información”.
Como vemos en los resultados,
debemos identificar plenamente los
diferentes materiales y reactivos que
existen dentro del laboratorio de
Química los estudiantes identifican
los materiales área de Química Nada
con un 47,14% seguido muy de
cerca Poco con 41,43%, dejando en
tercer lugar a Mucho con un
11,43%. En el trabajo realizado por
(Rocha A., Bertelle A. (, 2006))
enuncian que el trabajo
experimental es fundamental para el
aprendizaje de la ciencia y en especial de la Química. Proporciona a los
estudiantes una oportunidad para explorar, proponer, reflexionar y elaborar
conclusiones a partir de las experiencias realizadas es por esto que
mencionamos que es importante que los estudiantes conozcan los materiales y
reactivos que se encuentran en el laboratorio para que ellos comprendan de
una mejor manera lo que se realiza de manera teórica en las clases.
Según los datos obtenidos con
qué frecuencia usted realiza
cursos, talleres, seminarios,
simposio, capacitación, acerca
de la implementación de las TIC
en el área educativa un 75%
respondió que pocas veces
realizan seminarios, seguido de
un 20% entre a menudo y
nunca, en su minoría con un
5% siempre y casi siempre.
Entre otros según (Echevarría,
2001) La labor del docente es fundamental para que los estudiantes aprendan y
trasciendan incluso los obstáculos materiales y de rezago que deben afrontar,
esto debido a la falta de habilidades para poder desarrollar materiales
relacionados con las tecnologías, muchos docentes se angustian por tener que
incorporar las TIC en el aula; pero esto proceso ya no puede dar marcha atrás
ya que se debe de enfrentar para ir evolucionando a los cambios constantes a
los cuales nos enfrentamos en la educación. Dichos cambios no pueden ser de
la noche a la mañana, es cuestión de actitud, tiempo, paciencia y voluntad;
esto toma tiempo.
47%
41%
12%
No identifica
materiales de
laboratorio
Pocos identifican los
materiales
Si lo identifican los
materiales
75%
20%
5%
Poca veces realizan
seminario
Realizan seminario a
menudo
Casi siempre realizan
seminario
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En este aspecto vemos que,
los estudiantes han realizado
prácticas de laboratorio de
Química dando, así como
resultado Ninguna vez con un
74,28% seguido muy de cerca
Una vez con 15,72%, dejando
en tercer lugar a más de una
vez con un 10,00%. Según
(Barberá, 1996) se proponen
actividades experiméntales,
demostrativas o experiencias
prácticas, con el fin de que
los estudiantes puedan tener un primer acercamiento al concepto químico que
se quiere enseñar, y que además puedan relacionarlo con actividades
cotidianas, olvidándose así que las prácticas de laboratorio se convierten en un
complemento útil y esencial para motivar a los estudiantes y para profundizar
en los conceptos que dificultan el proceso de aprendizaje.
CONCLUSIONES
Una vez analizada, procesada e interpretada la información obtenida y
presentada en cuadro estadísticos, verificándose objetivos e hipótesis, con el
apoyo del marco teórico, se establecen las siguientes conclusiones:
Mediante las encuestas aplicadas a docentes y estudiantes de la asignatura de
Química de la Unidad Educativa Técnico Uruguay se constató que los docentes
no realizan prácticas experimentales de manera frecuente y esto tiene provoca
que los estudiantes no comprendan en su totalidad temas expuestos
anteriormente en el aula de clases, y a su vez genera desconocimiento por parte
de los estudiantes de cómo está compuesto un laboratorio.
Se ha evidenciado que los docentes de Química no realizan experimentaciones
con frecuencia, esto se debe a diferentes factores: falta de materiales como de
reactivos, falta de organización por parte de los líderes del área al momento de
designar el uso del laboratorio y como último factor la perdida que se pueda de
objetos que se suscitar al momento de llevar a los estudiantes.
A través de los resultados obtenidos en las encuestas realizadas a docentes y
estudiantes, además de las capacitaciones brindadas en la institución
educativa podemos concluir que se pueden implementar diferentes
metodologías en este caso el uso de simuladores virtuales como un instrumento
complementario en la realización de prácticas experimentales que son de gran
ayuda como también contribuye a un adecuado proceso de enseñanza-
aprendizaje.
74%
16%
10%
Ninguna vez
Muy seguido
Poco seguido
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Facultad de Filosofía, Letras y Ciencias de la Educación. Universidad Técnica de Manabí. ECUADOR.
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