Hacia la discontinuidad de la materia. Unidad didáctica

HACIA LA DISCONTINUIDAD DE LA MATERIA. UNIDAD DIDÁCTICA
COMPUTARIZADA BASADA EN EL VIDEOJUEGO
PONENCIA
Cognición, aprendizaje y currículo
Por
LEONARDO ENRIQUE ABELLA PEÑA
JENNY LUCIA CASTELBLANCO CASTRO
ÁLVARO GARCÍA MARTÍNEZ
Grupo de investigación en educación en ciencias experimentales, GREECE.
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
[email protected], [email protected]
[email protected]
Telefax: (01) 3-419571 Bogotá - Colombia
RESUMEN
El siguiente trabajo presenta una propuesta desarrollada para la enseñanza del concepto
de discontinuidad de la materia por medio de un videojuego de rol, recreando
fantásticamente los hechos históricos que han permitido la construcción de una visión
discontinua de la materia, apoyándose en la elaboración y aplicación de una unidad
didáctica computarizada (UDIC), la cual, en sus primeras aplicación ha despertado
interés, motivación y aprendizaje de la química.
De igual forma resume el desarrollo histórico del software educativo y los videojuegos, a
fin de detectar los problemas de aplicación que estos presentan al no desarrollarse una
estrategia didáctica sólida, ofreciéndoles a los profesores una guía para la selección y
aplicación de las nuevas tecnologías a la educación.
Se presenta de esta manera no solo una herramienta diferente, sino todo un concepto
nuevo atado a ella, una unidad didáctica computarizada, que no solo ve la herramienta
para ser empleada de manera independiente del proceso educativo, sino que está
concebida y desarrollada desde una perspectiva constructivista del aprendizaje, y que
orienta de esta manera la forma de ser empleada en las clases de ciencias.
INTRODUCCIÓN
La investigación en didáctica de la química, ha mostrado la importancia del manejo
apropiado de los conceptos al momento de enseñar y aprender química, identificándose
tres núcleos conceptuales, que son fundamentales para una mejor apropiación del
conocimiento sobre la química (Pozo y Gómez, 1998).
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Estos núcleos conceptuales son: Discontinuidad de la materia, Cuantificación de
Relaciones y Cambio Químico. El aprendizaje significativo de estos núcleos, permiten
una mejor interpretación y conceptualización de las diferentes áreas de la química, su
relación entre sí y sus aplicaciones.
Actualmente el grupo de Investigación en educación en ciencias experimentales,
GREECE, de la Universidad Distrital de Bogotá, realiza y ha realizado diferentes
investigaciones en torno a estos tres conceptos, permitiendo una aproximación teórica, en
cuanto a reconstrucciones Históricas y Epistemológicas de los conceptos mencionados,
sus implicaciones didácticas y su importancia en la formación de docentes, con lo cual se
ofrece un referente teórico estructurado y actualizado como base para investigaciones en
cualquiera de estos conceptos.
Como se sabe, la informática también ha buscado la manera de mejorar el aprendizaje de
la química, mediante el desarrollo de programas informáticos “software”, que le permitan
al estudiante un acercamiento más interactivo al conocimiento químico. Este desarrollo
ha generado desde sistemas tutoriales, hasta elementos de simulación y obtención de
datos por computador, pero aún presentan problemas de ineficiencia a la hora de enseñar
los conceptos fundamentales de la química, ya que estos tan solo se enfocan a contenidos
temáticos de la química, sin tener en cuenta los avances didácticos del aprendizaje y la
enseñanza de la química.
Dichas ineficiencias han dado origen a la búsqueda de nuevos programas informáticos
que acerquen al estudiante de una manera más didáctica a la comprensión de los núcleos
fundamentales de la química.
A partir de lo anterior, este trabajo presenta la manera mediante la cual se diseñó y
desarrolló una herramienta didáctica informática en formato de videojuego, que aplicada
correctamente mejora la enseñanza de la química, mediante la comprensión de la
naturaleza discontinua de la materia, basándose en recientes investigaciones sobre
didáctica de la química.
OBJETIVOS PROPUESTOS
Diseñar una propuesta didáctica basada en el desarrollo de un videojuego con formato de
rol, soportada en las actuales investigaciones sobre didáctica e historia de la química, que
permita un mejoramiento en la enseñanza y el aprendizaje de la química mediante la
comprensión de la discontinuidad de la materia
Elaborar un marco teórico sobre el uso y desarrollo de herramientas informáticas en la
enseñanza de la química.
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UTILIZACIÓN DEL SOFTWARE EN LA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA
Hablar de la influencia del computador en educación hoy en día, es hablar
específicamente del desarrollo del llamado software educativo. No se puede hablar de la
influencia del computador en los procesos de aprendizaje sino se consideran las
implicaciones en el desarrollo de programas educativos, sus raíces, las necesidades que
atiende, las expectativas con las cuales se elabora y los propósitos con los que se diseñan.
Diferentes autores han logrado coincidir en una definición apropiada para el software
educativo, como es “todo programa informático que tenga claros objetivos didácticos
hacia la generación de ambientes de enseñanza y aprendizaje.” (Begoña Gros 2000).
A partir de la incorporación de las tecnologías informáticas y de la comunicación (TIC)
a la educación, cada una de las diferentes disciplinas comenzó a aprovechar las
posibilidades ofrecidas por el computador según sus necesidades, por ejemplo, ciencias
como la física, la matemática y la química dejaron el tratamiento de los datos y variables
numéricas al computador, permitiendo al estudiante el manejo de mayor cantidad de
datos en menor tiempo, con lo que se pretendía facilitar estas tareas al estudiante para que
se enfocara en el aprendizaje de los contenidos científicos.
El aprendizaje de la química requiere de tareas relacionadas con el cálculo, predicción y
tratamiento de datos, así como también el aprendizaje de conceptos y el contraste de
estos por medio de la experimentación, y se ha buscado el apoyo de las TIC para facilitar
estas tareas. La tarea que mas ha explorado este campo informático hace referencia
básicamente a los cálculos numéricos, esto se ha visto al contar la cantidad de programas
diseñados para realizar cálculos, conversión de unidades ó balanceo de ecuaciones, entre
otros.
Por otro lado, para las temáticas teóricas, se han usado los procesadores de texto que
permiten la organización y estructuración de esa información, y la aparición de la
multimedia ha permitido organizar esta misma información de una manera más agradable
al estudiante con el enriquecimiento de diversas tecnologías de animación y sonido. Las
tareas experimentales han recurrido al empleo de la simulación y la modelación asistidas
por computador.
Dar ejemplos concretos de los diferentes tipos de programas utilizados en la educación en
ciencias seria generar una lista interminable, ya que día a día y desde diferentes intereses
y enfoques se ponen en circulación decenas de programas que intentan hacer de la
ciencia algo más llamativo y atractivo.
Esta propagación sin medida de “programas educativos” hace que la calidad educativa
misma de este, disminuya, debido a que no existe regulación, ni criterios didácticos que
evalúen este tipo de programas.
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Aunque existen diversos tipos de formatos para la evaluación del “software educativo”,
como los propuestos por Osuna (2002) y Galvis (1997), estos van más enfocados hacia
los aspectos técnicos que a las características pedagógicas y didácticas, y tienden a ser
específicos para los programas de tipo Multimedial e Hipermedial, entendiendo a estos
como programas que combinan diferentes tipos de información (visual, auditivo, textual),
donde en los multimedia se presenta una estructura secuencial o lineal, y en los
hipermedia se presentan una estructura NO secuencial ni lineal; la secuencia es elaborada
por el usuario mediante vínculos entre información.
Es de resaltar la amplia propagación de este tipo de programas, de hecho las herramientas
informáticas de tipo multimedia e Hipermedia pueden ser útiles en el momento de
transmitir un significado, presentar resúmenes o servir como tutoriales, pero poseen una
serie de problemas que usualmente no son analizados antes de permitirles su intervención
en el aula.
Uno de los principales problemas de estos tipos de programas es el distanciamiento entre
el objetivo primordial del diseño de software educativo, y el ambiente adecuado para el
proceso de enseñanza aprendizaje. Este distanciamiento se ve reflejado cuando se nota
mayor depuración en los aspectos técnicos del programa (programación, ambientación,
sonidos, video, etc.) y la cantidad de información que, en el contenido y los objetivos
didácticos (actividades de aula, mecanismos de seguimiento y evaluación, cambios
conceptuales, metodológicos, actitudinales y axiológicos entre otros). De esta forma, este
tipo de programas relegan el software educativo a la “transcripción de libros de texto” al
computador.
Otro aspecto a considerar es el papel del docente frente al programa. Con el software
multimedia e hipermedia, este papel puede limitar al docente a dar una breve introducción
al tema que la aplicación (programa) va a presentar, o el docente puede utilizar la
aplicación como libro de texto digitalizado, puede ser mero espectador de la ejecución del
programa ó, en el mejor de los casos, puede ayudarle a concluir un tema visto de una
manera “novedosa”.
Además, debe tenerse en cuenta la manera en que el estudiante se relaciona con el
programa. No puede dejarse de lado tanto las expectativas como las consecuencias que
generan el empleo de cualquier herramienta informática en la educación en ciencias.
El estudiante como actor principal del proceso de enseñanza aprendizaje, es finalmente
quien mas se ve afectado por el inadecuado uso de dichas herramientas.
Otras aplicaciones, caen en el error de contener demasiada información y presentar
ambientes cargados de “enlaces” e “hipervínculos” que solo denota el gran trabajo en la
recolección de la información, pero no se orienta la manera en que esta información debe
ser tratada, o que actividades son pertinentes para incluir uno u otro concepto. De hecho
este tipo de aplicaciones solo permiten una evaluación memorística de los textos
incluidos y no dan lugar al reconocimiento de posibles cambios conceptuales promovidos
por la aplicación en sí, encontramos que este comportamiento en las aplicaciones
multimedia e hipermedia, intenta ser distraído por medio de algunas actividades
incorporadas en la misma aplicación bajo el nombre de “juegos”.
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Se da el caso de “juegos” en los cuales la simple exploración es suficiente para lograr el
objetivo, generando así, que se preste menos atención a la lectura de los contenidos, a las
relaciones y a la reflexión de los mismos, así también lo menciona Gros cuando afirma:
“el software educativo existente en el mercado se centra, en su mayoría en las
actividades de refuerzo que habitualmente se realizan en clase: repaso de tablas y
operaciones matemáticas, refuerzo de ortografía, puzzles, actividades de asociación…,
en general actividades que aunque de una forma más atractiva y motivadora no dejan de
ser las mismas que se realizan con lápiz y papel. “(Gros, 1998).
Cuando un programa para la enseñanza de las ciencias experimentales, específicamente
de la química, es diseñado sin tener en cuenta los problemas de aprendizaje que tiene la
ciencia, que conceptos la fundamentan, que perspectivas epistemológicas la explican y en
que contextos históricos se ha ido desarrollando, se corre el riesgo de convertir al
computador en un mal transmisor de información, más que en un apoyo en la tarea de
facilitar el acercamiento a la ciencia.
Nosotros interpretamos al software educativo, como “aquel programa informático que se
emplea como recurso didáctico, que ha sido concebido y desarrollado bajo claros
objetivos didácticos para la generación de ambientes que favorezcan la enseñanza y el
aprendizaje”. Cuando un software educativo se emplea como una herramienta que
estructura y ayuda a desarrollar las actividades propias de las unidades didácticas se crea
un sistema diferente, y a este conjunto completo lo denominamos Unidad Didáctica
Computarizada, UDIC. Así, la UDIC puede tener uno o varios formatos o tipos de
software que le dan la estructura, ya que tiene la versatilidad de ser empleado en
diferentes momentos durante el desarrollo de las actividades propias de las Unidades
Didácticas con objetivos claramente orientados por esta; para este caso en particular
hemos tomado el formato de video juego.
EL VIDEOJUEGO COMO HERRAMIENTA EDUCATIVA
El videojuego es hoy una de las empresas más rentable y poderosas del mundo, solo basta
con ver los ingresos netos de una empresa dedicada al diseño de videojuegos como la
Nintendo®, Sony Corporation® ó Microsoft®, para ver que su impacto y popularidad son
impresionantes. Revisando las implicaciones sicológicas y sociales en las que interviene,
además del tiempo que los jugadores de videojuegos dedican a esta actividad actualmente
debemos considerarlo como factor altamente influyente en la educación.
Debido a la gran influencia que ha tenido el videojuego y la computación en general, las
investigaciones en este campo han tratado de dar definición a los diferentes tipos de
tecnología informática usada en la educación y tomando su mismo recorrido, el porqué de
su existencia y sus características específicas se coincide con Licona y Picolotto (1999)
citando a Levis (1997) y a Estallo (1995) al definir al videojuego como “un sistema
híbrido, multimedia hipermedia interactivo, (Levis), consistente en actividades lúdicas
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cuya característica común es el medio utilizado y no el contenido del juego (Estallo)”,
pero añadiendo que posee como objetivo prioritario la diversión competitiva y
continua.
La mayoría de veces que se ha hablado sobre videojuegos, se ha hecho de forma
despectiva y atemorizante, se le han atribuido “adicciones” catastróficas que llevan a los
jugadores a perder las relaciones familiares, debilitar su rendimiento académico, y hasta a
influenciar comportamientos agresivos. La verdad es que casi todos esos comentarios son
producto de la desinformación y el miedo al cambio que producen las nuevas tecnologías,
además de ser producto de noticias sensacionalistas y sin ningún soporte científico
(Estallo, 1997). Begoña Gros (1998) defiende su posición en pro de los videojuegos,
argumentando que:
“Efectos perniciosos los tuvo en su tiempo la lectura, que limitaba el sueño y conducía a
la locura; en su momento la televisión, la caja tonta, que acababa con la imaginación, el
dialogo y la convivencia familiar; el ordenador, sustituto del trabajo manual e
intelectual,…; en los últimos años la red de Internet también ha sido objeto de duras
controversias. Todo depende del momento histórico en el que aparece, lo novedoso
siempre asusta, es difícil adaptarse a ello, cuanto más actualmente en que la ciencia al
servicio de la técnica es capaz de modificar conductas y habilidades sociales.”
Por otra parte, Etxeberria (1999) concluye que “A pesar de que muchas investigaciones
no son definitivas, las recomendaciones relacionadas con los vides Juegos hacen una
llamada a la prudencia en su uso, ya que numerosos estudios (Klemm, B. y otros, 1995;
Ballard, M. -Wiest, R., 1995; Shutte, N. y otros, 1988; Anderson, C. y otros, 1986; Braun,
C. y otros 1986) ponen de manifiesto que existe una relación entre la práctica de los VJ
violentos y la conducta agresiva y otros problemas relacionados con ella”.
Aunque los puntos de vista están divididos entre dos bandos, opositores y defensores de
los videojuegos, la mayoría de informes de tipo científico, realizado en su mayoría por
sicólogos, educadores y sociólogos, no muestran que los videojuegos afecten el desarrollo
intelectual y social de los videojugadores, temas como la violencia, el sexismo, el racismo
y la adicción han sido analizados por varios estudios entre los que resaltamos los estudios
realizados por Estallo en 1994 y 1997, Irwin y Gross en 1995, Schutte y otros en 1988,
Brusa en 1987, Silvern y Williamson en 1987, Cooper y Mackie en 1986, Dominick en
1984, citados por Licona y Picolotto en 2001, Gross en 1998 y Rosas y otros en 2000.
EL CASO DE “CC2005 ESCAPE DE ELBICKHO”
Una apropiada planificación, junto al videojuego correcto puede desarrollar mejores
procesos de aprendizaje de los conceptos científicos. Desde la línea de investigación en
didáctica de la química, se vio la posibilidad de desarrollar un videojuego que a partir de
referentes históricos permitiera un mejor aprendizaje de la discontinuidad de la materia
como, concepto fundamental de la química (García, Mora y Mosquera, 2003).
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El videojuego desarrollado posee el formato de rol, que dentro del lenguaje de los
videojuegos significa que se basa en situaciones hipotéticas de un personaje específico
donde se alternan toma de decisiones con eventos de acción.
Este formato de videojuego, es fácilmente manipulable para lograr los objetivos
diseñados por las propuestas de la educación a través de la resolución de problemas, ya
que requiere que el estudiante tome decisiones, proponga una salida a las diferentes
situaciones que se le presentan, analice la información dada por el juego, plantee
hipótesis, experimente y valide dicha hipótesis, se argumente y confronte sus resultados,
donde existe la posibilidad de formular nuevos problemas a resolver, otorgándole
herramientas para la resolución de problemas de tipo científico y de nivel cotidiano.
El videojuego elaborado, llamado “C.C. 2005: ESCAPE DE ELBICKHO” y desarrollado
enteramente por profesores de química con conocimientos básicos de programación de
computadoras y diseño gráfico, en formato de RPG, propone una historia en la que el
personaje principal debe recorrer un mundo fantástico en el que a partir de las
situaciones, los personajes y los eventos reconstruya el desarrollo histórico de la
concepción discontinua de la materia, (como soporte para las teorías atómicas), y de esta
forma utilizarla para explicar fenómenos químicos que requieren de esta concepción para
ser correctamente interpretados y entendidos.
Imagen de habitación 1
Imagen del Laboratorio
Imagen de la Biblioteca
Imagen de Batalla final
Imagen de batallas
Imagen de batalla final2
El juego se presenta para computadora, con requerimientos mínimos, para así garantizar
su posible implementación en los computadores de los colegios y escuelas que no poseen
poderosos equipos de informática.
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Junto al videojuego se elaboró una unidad didáctica que propone una forma de aplicación
y evaluación del videojuego en estudiantes de educación media vocacional, basando el
proceso en el modelo de resolución de problemas por investigación escolar dirigida.
El videojuego, fue probado inicialmente por un pequeño grupo de estudiantes de grados
9, 10 y 11, quienes tuvieron la oportunidad de probar el juego durante un corto lapso de
tiempo (40 minutos aprox. cada uno en sesiones semanales, durante 2 meses).
El impacto inicial a mostrado que a pesar de estar desarrollado en imágenes de tipo 2D (2
dimensiones) y con resolución de 256 colores, mucho menos de lo que poseen los
videojuegos profesionales, hasta el momento ha sido satisfactorio, debido a que ha sido
una forma agradable de emplear la historia de la química, sin que el estudiante se de
cuenta de ello, mejorando su aprendizaje de la química de manera apreciable.
Continuamos desarrolando pruebas de aplicación del software, con diferentes pobleciones
de educación secundaria, ya que debe evaluarse el grado de aprensión de los conceptos
aprendidos a corto y largo plazo, y el nivel de competencia desarrollado por los
estudiantes.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Al diseñar el videojuego propuesto se han mantenido, en lo posible, los mismos
principios que rigen el diseño de videojuegos comerciales, con lo cual se entra a
participar en el mundo de los videojugadores, acercando a ellos el desarrollo histórico de
un concepto tan importante para el proceso de enseñanza y aprendizaje de la química,
como lo es la “discontinuidad de la materia”, sin olvidar el objetivo principal del
videojuego: entretener.
Los aportes de la didáctica de la química, frente al concepto de “discontinuidad de la
materia”, han permitido aprovechar en el diseño de este videojuego los momentos
históricos más relevantes del desarrollo de las tesis discontinuas de la materia. Es así,
como mediante la recreación fantástica de estos hechos, se encamina una aventura que
posiblemente desarrolle en el videojugador niveles de abstracción desde el punto de vista
sustancialista hasta la concepción corpuscular de la materia.
La correcta elección de un software de química, como apoyo en las actividades de aula,
debe fundamentarse en claros objetivos didácticos. No es suficiente una elección basada
en un impacto visual; al conocer las características y principios que rigen el diseño de un
software educativo, puede aprovecharse todo su potencial, ya sea como herramienta de
consulta, modelización, o de participación activa, como en el caso de esta propuesta. Caer
en el error de la mala elección de un software educativo puede causar desmotivación de
los estudiantes, tal es el caso del famoso “edutainment”, que mas que motivar, causa
rechazo casi inmediato en el estudiante joven.
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La unidad didáctica computarizada propuesta para el uso del videojuego, fundamentada
desde el modelo didáctico de resolución de problemas por investigación escolar dirigida,
orienta la aplicación del videojuego dentro de un contexto escolar, en el que tanto el
trabajo de aula como el tiempo destinado a la exploración del videojuego se encuentran
sincronizados. Sin embargo, esta unidad no posee una estructura cerrada y rígida frente a
las posibles modificaciones y ajustes que el docente considere pertinentes teniendo en
cuenta el desarrollo general de sus clases de química.
Las recomendaciones realizadas hasta el momento, entre otras, proponen mejorar la
calidad gráfica y de animación, mayor compatibilidad con los actuales sistemas
operativos, desarrollar la posibilidad de jugar en red y ser utilizado con mayor
regularidad, así como adicionar nuevos conceptos y temáticas referentes a la química.
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