Metodología para la creación de un laboratorio virtual

Metodología para la creación de un Laboratorio Virtual

El uso del laboratorio virtual en la práctica pedagógica se hace obligatorio especialmente en el área de ciencias básicas y en las áreas de la Ingeniería y la salud, porque permite que los estudiantes adquieran habilidades y destrezas en el manejo de los diferentes materiales y equipos, ya que permite contrastar los conocimientos teóricos con la práctica y construir un nuevo conocimiento. Para la ceación de esta importante herramienta didactica es necesario hacer uso de una metodología que guie todo su desarrollo e implementación para alcanzar los objetivos deseados del producto final. A continuacion se hace una descripción general acerca de una metodología desarrollada por el grupo de investigación de la Corporación Universitaria de la Costa en Colombia. Dicha metodologia contiene las directrices generales para la creación de laboratorios virtuales, y para su creación se utilizó el método sistémico y teorías relacionadas con el diseño instruccional en la virtualidad y con los objetos virtuales de aprendizaje.

Directrices para la creación de un Laboratorio Virtual

Para poder realizar la construcción de un laboratorio virtual se hace necesario aplicar el método sistémico de manera que podamos ver al proceso como un conjunto de componentes que interactúan entre sí para conseguir un objetivo. El objetivo corresponde a la realización del laboratorio con base en un conjunto de requerimientos definidos formalmente. Y los componentes son las fases necesarias para poder desarrollar correctamente el laboratorio; cada fase requiere de un conjunto de especificaciones que permitan una exitosa finalización e interrelación. El proceso de construcción de un LV está estructurado en las fases de: Definición, Construcción, Pruebas, Puesta en marcha y Seguimiento. El no cumplimiento de alguno de estos procesos es causal de que el laboratorio virtual propuesto no sea viable para su ejecución o no se van a obtener los resultados propuestos en cuanto a competencias desarrolladas. Esta información debe ser analizada por la cadena de mando y responsabilidades de la organización para autorizar el desarrollo completo del proceso. A continuación se muestra gráficamente esta conceptualización.

Directrices Generales Para La Creación De Laboratorios Virtuales

Entradas: las entradas al proceso de construcción del laboratorio virtual corresponden al documento de solicitud de inicio del proyecto que formaliza la idea de creación del laboratorio virtual escrito por los interesados en su realización. El documento de entrada debe contener la siguiente información: Título del proyecto y descripción, director del proyecto nombrado y nivel de autoridad, oportunidades de negocio que justifiquen el proyecto, influencias de los interesados, presupuesto resumido, objetivos del proyecto, descripción del alcance del proyecto, requisitos del proyecto, límites del proyecto, criterios de aceptación, restricciones y supuestos y riesgos iniciales definidos.

Proceso: luego de tener validado y aprobado el documento de solicitud de inicio del proyecto se procede a realizar la construcción del laboratorio virtual con base en la ejecución las fases que se explican a continuación.

Fases

Fase de definición

La creación de un laboratorio virtual se inicia con la formulación conceptual del problema para, a partir de ella, ir sintetizando lo que se quiere conseguir con la aplicación. Para ello hay que: identificar y definir qué se va a recrear (entorno real), identificar las características de las personas a las que va a ir dirigida la aplicación (público objetivo), determinar la interrelación que va a existir entre los usuarios y el entorno virtual (interacción), definir las responsabilidades y roles de los participantes en el proyecto de construcción del laboratorio virtual. Una vez determinada la formulación conceptual del problema es necesario comprobar que existe una fuente de información adecuada sobre el entorno real que se va a simular y que entre las personas que vayan a hacer uso de dicha información, haya alguna que cuente con la experiencia y con el conocimiento apropiado sobre el entorno a virtualizar. Posteriormente, hay que realizar un estudio de factibilidad en el que se analice si con los recursos humanos y materiales disponibles es posible crear la aplicación. Muchas veces es probable tener que modificar los objetivos si las limitaciones existentes impiden la obtención satisfactoria de los objetivos. Como siguiente paso es necesario verificar el cumplimiento de los objetivos generales de todo laboratorio virtual que son enumerados a continuación: familiarizarse con el experimento, optimizar el uso de los recursos, disminución del uso incorrecto del equipamiento, formar en metodologías de trabajo, manejo de herramientas informáticas actuales, posibilidades de repetir los experimentos, multiplicidad de experimentos simultáneos, comparación de comportamiento de modelos matemáticos frente a dispositivos reales. Adicionalmente se hace necesario realizar una justificación del laboratorio basado en la necesidad que se evidencia va a ser reemplazada y soportada por el servicio de este proceso.

Fase de construcción

Un laboratorio virtual debe estar integrado por los siguientes componentes:

• Guías de aprendizaje: corresponden a documentos explicativos de las actividades a desarrollar con un orden lógico de ejecución, objetivos, actividades de aprendizaje, evidencias y serán de tipo particular, diseñadas de acuerdo a cada una de las disciplinas en las que se desea adquirir una competencia específica.
• Contenido informático: es el texto, imágenes, videos, simuladores o elementos informáticos que brindarán al alumno la información necesaria para adquirir la competencia con base en la simulación del proceso, servicio o elemento que se desea desarrollar.
• Estrategias de evaluación-retroalimentación: corresponden a las acciones necesarias para recopilar las experiencias vividas con la interacción del contenido informático con base en las guías de aprendizaje realizadas y permite bajo un contexto evaluador realizar test, cuestionarios o exámenes por medio de los que se contrasten las competencias adquiridas al final.

En este orden de ideas un laboratorio virtual corresponde a un sistema compuesto por los tres elementos expuestos anteriormente con el objetivo claro de formar un conocimiento real con base en la manipulación guiada de un elemento informático y un entorno para recaudar evidencias y evaluar los conocimientos de la experiencia aprendida. Para poder tener una visión general de la construcción del laboratorio virtual es necesario aplicar el diseño instruccional de manera que se pueda determinar claramente las necesidades que se quieren abordar. Para esto se describe un modelo que se utiliza con mucha frecuencia en el ámbito educativo que es el modelo de Dick and Carey, que mediante el método sistémico permite la construcción de la instrucción mediante la realización de los siguientes pasos:

• Identificar la meta instruccional.
• Llevar a cabo un análisis instruccional.
• Identificar las conductas de entrada y las características de los estudiantes.
• Redacción de objetivos.
• Elaboración de criterios de medición.
• Elaboración de la estrategia instruccional.
• Elaboración y selección de la instrucción.
• Diseño y desarrollo de la evaluación formativa.
• Diseño y desarrollo de la evaluación sumativa.

El entregable de esta parte de la construcción es el esquema del diseño instruccional. Luego de tener este esquema del diseño instruccional se hace necesario desarrollar las siguientes actividades: Diseño de guías de aprendizaje: las guías de aprendizaje corresponden al documento maestro de la instrucción y deben contener todo el desarrollo teórico de los temas que se desean manejar en el laboratorio virtual en función de las competencias que se tiene planteado potenciar. Para el análisis de las competencias se puede tener en cuenta la taxonomía de Bloom para identificar las capacidades de cada una de las actividades a laborar (esto no es obligatorio y puede utilizarse cualquier procedimiento especializado para este fin). Construcción del contenido informático: el contenido informático del laboratorio virtual corresponde a un software integrador desarrollado para cumplir todos los objetivos definidos en el esquema del diseño instructivo, las guías de aprendizaje y las estrategias de evaluación y retroalimentación bajo el contexto de la definición teórica de laboratorios virtuales establecida en este documento. Está conformado por:

• Entorno de visualización: como se mencionó anteriormente este módulo corresponde a la parte del proceso que realiza la interacción con el usuario de manera que este pueda invocar las acciones que requiera y el sistema le entregue los resultados para los que está programado con la posibilidad de gestionarlos en un módulo de facilidades de interacción que le permita apropiar los resultados y repetir el proceso tantas veces como sea necesario.
• Laboratorio virtual: este componente corresponde al núcleo del proceso y es el encargado de realizar las acciones determinada para las que fue construido garantizando los resultados como si se estuviese trabajando un laboratorio real pero desde un entorno simulado o telecontrolado.
• Procesos de gestión de infraestructura: estos procesos corresponden a la programación especializada requerida para que el laboratorio virtual pueda funcionar sin inconvenientes de forma precisa y con el mínimo de errores entregando siempre los mismos resultados en las acciones que se ejecuten con el mismo juego de datos de entrada.
• Procesos de parametrización: corresponden a la parametrización necesaria para que el laboratorio virtual funcione adecuadamente en cualquier entorno.
• Diseño de estrategias de evaluación y retroalimentación: las estrategias de evaluación y retroalimentación corresponden a las herramientas de las que dispondrá el usuario para recaudar sus evidencias e interpretar los resultados del experimento realizado en el laboratorio virtual. En la guía de aprendizaje debe determinarse qué herramienta va a utilizar disponible para las evidencias de las acciones que se desean realizar con el laboratorio virtual.

Fase de pruebas

En la fase de pruebas del laboratorio virtual debe realizarse la evaluación de cada una de las acciones programadas y analizar los resultados entregados por el sistema. Las pruebas deben ser realizadas por personal idóneo en el tema del laboratorio y serán tan amplias como el abanico de posibilidades del sistema. El resultado de la prueba es el documento de registro de pruebas donde se muestran todos los ciclos de prueba realizados, el responsable, los parámetros de entrada y los resultados obtenidos. Cuando se constata el correcto funcionamiento de las acciones del laboratorio virtual debe probarse la integración de todos los módulos que conforman el sistema y las herramientas de apoyo como son: guías de aprendizaje, manejador de resultados, etc. La persona que prueba es quien da el aval para que el sistema salga en productivo. Si existe algún tipo de error en el proceso de pruebas debe ser reportado al grupo encargado de la construcción del laboratorio virtual para que realicen los ajustes necesarios para corregir la situación. Este es un proceso cíclico hasta que se logran solucionar todos los problemas encontrados y se puede entregar el aval del sistema completo.

Fase de utilización o puesta en marcha

En la fase de utilización o puesta en marcha se entrega operativo el laboratorio virtual, de manera que sea utilizado por los interesados con base en las guías de aprendizaje definidas y las posibilidades que brinda el laboratorio virtual. En esta fase los interesados deben definir el responsable funcional del sistema que corresponde a la persona que se va a apropiar de este proceso y va a encargarse de que se le dé un buen uso. Esta persona también será el único medio de contacto para reportar los inconvenientes o cambios presentados o requeridos en el sistema.

Fase de seguimiento y retroalimentación

La fase de seguimiento y retroalimentación corresponde a la evaluación periódica que debe realizarse al laboratorio virtual para revisar si cumple con la funcionalidad, operatividad y tiempos para el que fue diseñado. Ante cualquier problema presentado el responsable funcional debe reportarlo al grupo de construcción del laboratorio para su evaluación. El sistema debe controlar cualquier error presentado y podrá recuperarse siempre y cuando el error esté dentro de la lista de errores conocidos.

Fuentes

• BAUTISTA GARCÍA-VERA, Antonio (2004). Las nuevas tecnologías en la enseñanza: Temas para el usuario. Madrid, España: Ediciones Akal, S. A. 163 p.
• CATALDI, Zulma; LAGE, Fernando; PESSACQ, Raúl y GARCÍA-MARTíNEZ, Ramón. Metodología extendida para la creación de software educativo desde una visión integradora. Buenos Aires, Argentina.[1]
• Francis Castellanos, Olga Marina Martínez Palmera. LABORATORIOS VIRTUALES (LV) COMO APOYO A LAS PRÁCTICAS A DISTANCIA Y PRESENCIALES EN INGENIERÍA. Revista Inge-CUC / Vol. 6 - No. 6 / Octubre 2010 / Barranquilla – Colombia.