Asignación 3: Ensayo - Tecnología Instruccional y Educación a

La Simulación como Estrategia de Aprendizaje a Distancia
Carmen Eugenia Piña López
Docente Universidad Nacional Abierta y a Distancia –UNAD
Estudiante Doctorado en Tecnología Instruccional y Educación a Distancia
Nova Southeastern University
Teléfono 571-2852957
Fax: 571-3443700 extensión 451
Email: [email protected], [email protected]
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Introducción
El aprendizaje a partir de la observación de fenómenos reales en laboratorio, con el fin de
desarrollar conocimientos y destrezas, es uno de los grandes retos para el diseño instruccional
en la educación a distancia. En la Universidad Nacional Abierta y a Distancia –UNAD-, en
Colombia, la población estudiantil se encuentra distribuida en muchos lugares
geográficamente remotos, donde es difícil y en otros casos imposible, conseguir la
disponibilidad de infraestructura de laboratorios que permita a los estudiantes realizar sus
prácticas académicas. Una de solución de diseño instruccional ante este problema, es el uso
de la simulación, como estrategia de aprendizaje a distancia.
Este documento hace referencia al simulador de microscopía óptica desarrollado por la
autora en la UNAD, con destino a los estudiantes del curso de biología como asignatura
básica en los programas de pregrado.
Diseño de un simulador de microscopía para aprendizaje de estudiantes en educación a
distancia
A partir de necesidades de aprendizaje práctico de laboratorios de biología, en la
Universidad Nacional Abierta y a Distancia –UNAD- en Colombia, con modalidad
exclusivamente a distancia, se diseñó un simulador de microscopía óptica, con el fin de lograr
que los estudiantes construyan su aprendizaje directamente en el espacio y tiempo
individualmente disponible.
Características del simulador
1. Microscopio virtual con apariencia y características de funcionamiento idénticas a un
microscopio óptico real.
2. Cada parte del microscopio virtual se puede manipular en forma interactiva por parte
del estudiante para dar una experiencia equivalente a la manipulación de un microscopio real.
3. La interacción con cada componente del microscopio virtual despliega explicaciones
narradas y escritas sobre la identificación de cada estructura y su función.
4. Posibilidad de manipulaciones iterativas por parte del estudiante para que se ejercite
hasta adquirir la competencia buscada en el manejo del microscopio óptico.
5. Espacios de interacción con contenidos que explican mediante multimedia los
principios y capacidades del microscopio.
6. Aplicación interactiva del conocimiento de los principios y capacidades del
microscopio óptico para resolver problemas, por ejemplo, calcular el diámetro del campo de
visión, simular la preparación de montajes húmedos y observación de muestras, comprobar
los principios en que se basa la microscopía óptica.
7. Eventos de interacción relacionados con la toma adecuada de muestras biológicas para
observación al microscopio.
8. Observación virtual a través del simulador, de microfotografías de muestras de tejidos
celulares reales.
9. El simulador despliega un menú organizado para que la sumatoria de las interacciones
flexiblemente libres del estudiante, produzcan el aprendizaje integral esperado en un
laboratorio de microscopía para estudiantes de biología, incluyendo el respectivo informe
final que se entregará al tutor para su evaluación.
Algunas imágenes del simulador
Se presentan a continuación algunas imágenes tomadas directamente del simulador para
apreciar sus opciones y algunos eventos antes y después de la manipulación.
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Validación y prueba piloto del simulador de microscopía óptica
Se realizó una validación del laboratorio por pares expertos y asesores de tecnología
para la educación a distancia. Como resultado de estos procesos evaluativos el laboratorio
tuvo tres eventos de ajuste de contenidos y mejoramiento de la experiencia interactiva de
manipulación del microscopio virtual.
Para determinar el grado de satisfacción de los estudiantes con la calidad de las estrategias
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didáctico- pedagógicas del laboratorio virtual interactivo de microscopía, se aplicó una
encuesta de satisfacción y se obtuvo como resultado un 96% de máxima aceptación
Los resultados de la prueba postest, mostraron que la experiencia de aprendizaje fue
equivalente al manejo real de un microscopio, lo cual demuestra que las estrategia
instruccional y la calidad didáctica del simulador no fue un simple sustituto ideal de la
realidad, sino que permitió aprender a manipular de forma auténtica un microscopio y
asimilar los conocimientos y habilidades curricularmente establecidos.
La experiencia de realización de la práctica de laboratorio de microscopía mediante el
simulador, mostró que los estudiantes no solamente se limitan al manejo operativo, sino que
resuelven tareas a partir de insumos de datos y conceptos, lo cual exige una interpretación
adecuada de los mismos.
En este sentido, la realidad de ambiente virtual que aporta el simulador, es equivalente al
aprendizaje propio de las clases tradicionales, situación que se comprobó al calificar en la
prueba piloto la ejecución de tareas asignadas dentro del ejercicio del simulador.
Interacción entre teoría de aprendizaje, diseño instruccional y características del laboratorio
El proceso de diseño del simulador de microscopía óptica, para explorar los conceptos y
principios, siguió los parámetros de diagnóstico para diseño instruccional de Dick, Carey y
Carey (2005), al compaginar las premisas curriculares con las necesidades específicas de los
estudiantes del curso de biología a distancia, y las posibilidades institucionales de apoyo
tecnológico, presupuestal y de talento humano.
Además del enfoque de Dick, Carey y Carey (2005), el laboratorio ha aprovechado
pragmáticamente para el diseño instruccional, la teoría transaccional de Merrill (2002),
centrada contextualmente en el estudiante y denominada una Piedra en el Estanque, con sus
pasos característicos: a) identificación general del problema; b) identificación de la secuencia
de subproblemas, de menor a mayor complejidad; c) el análisis de componentes de
conocimiento y de habilidades requeridas para la solución progresiva de la secuencia de
problemas; d) determinar la estrategia instruccional que se utilizará para comprometer a los
estudiantes con los problemas o situaciones de aprendizaje a superar, mientras se los ayuda a
adquirir los componentes de conocimiento y las habilidades requeridas para completar las
tareas o resolver los problemas, en atención a sus preferencias de estilo de aprendizaje; e)
diseño de la interfase, proceso en el cual el contenido de aprendizaje con la estrategia
planteada se adaptan al sistema de entrega y a la arquitectura instruccional de la situación de
aprendizaje, que en este caso específico utiliza como medio el simulador integrado con
interacciones propias de un trabajo de laboratorio.
La teoría de aprendizaje en la que se basó el laboratorio virtual, corresponde al
constructivismo, con énfasis en el aprendizaje situado. La teoría de Aprendizaje Situado está
basada en que el conocimiento está estrechamente relacionado con la situación en la cual se
aprende y se usa (Brown, J. S., Collins, A., & Duguid, P., 1989). Los procesos cognitivos, el
aprendizaje y el contexto no son entes separados, sino que coexisten. La simulación para
manipulación del microscopio, ubica al estudiante en un entorno que modela la realidad del
trabajo en un laboratorio de biología.
El proceso de aprendizaje con el simulador presenta una lógica interna de actividades
destinadas a facilitar el aprendizaje como se muestra en la figura 7
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Tipo de simulador
El simulador de microscopía óptica corresponde a la categoría de simulador
experiencial en las interacciones correspondientes a manipulación icónica del microscopio
virtual, y también a la categoría de simulador simbólico en las interacciones de resolución
de problemas, con base en la clasificación de los simuladores reportada por Gredler (2003).
El concepto de simulación
En la simulación hay un aspecto particular de comprensión de la realidad, conocido como
modelamiento. Desde esta perspectiva, Rieber (2005) definió la simulación educativa como
un programa de computador que modela algún fenómeno o actividad para que los estudiantes
aprendan sobre ellos mediante la interacción con el simulador. Generalmente los participantes
actúan en la simulación aplicando un rol.
En relación con el tipo de actividades desarrolladas en la simulación, Gredler (2003),
señaló que las simulaciones y los juegos educativos son ejercicios de experiencia que
transportan a los aprendices a otro mundo, donde aplican sus conocimientos, habilidades y
estrategias para ejecutar los roles asignados.
Desde el punto de vista de la calidad educativa de la simulación, Squire (2003) planteó que el
aprendizaje basado en simuladores tipo video-juegos, representa un paradigma emergente
para la instrucción, que ha ganado reconocimiento intelectual por representar espacios de
aprendizaje experiencial, donde los aprendices logran interacciones colaborativas, ricas e
internalizadas, que desarrollan pensamiento mediante el uso de herramientas complejas y
recursos útiles para resolver problemas complejos.
En cuanto a la condición que determina el tipo de experiencia vivido por el sujeto de la
simulación, Gredler (2003) determinó que hay simulaciones experienciales y simulaciones
simbólicas. Mientras las simulaciones experienciales requieren roles de interacción que serían
muy costosas o peligrosas para desarrollarlos en la vida real, pero que por el mismo motivo
requieren un modelamiento de alta fidelidad o validez en relación con la realidad imitada, la
simulación simbólica requiere que el estudiante ponga a prueba su modelo conceptual de las
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relaciones entre las variables del sistema simulado. De esta manera, la simulación
experiencial orienta el aprendizaje hacia el adiestramiento conductual para enfrentar
exitosamente la futura experiencia real, mientras la simulación simbólica se centraliza en
aprendizajes que dependen de transferencias cognitivas del estudiante.
A partir de los conceptos dados se puede decir que la simulación es una versión
manipulable de la realidad, que permite aprender sobre su funcionamiento, mediante la
interacción virtual con sus variables o con sus componentes. Las simulaciones se basan en
una observación y reconstrucción teórica previa de los eventos de un fenómeno, para
convertirlos en un modelo de las relaciones, cuantitativas o cualitativas del mismo, para que
el estudiante interactúe con ellas en un ambiente fielmente imitado de la realidad.
Características de la simulación
El diseño instruccional de un simulador, no puede ignorar ciertas características
importantes que Gredler (2003) adscribió a la simulación: a) un modelo adecuado de la
situación compleja del mundo real con la cual interactúa el estudiante, aspecto que se
referencia como fidelidad o validez; b) un rol definido para cada participante, con
responsabilidades y limitaciones; c) un ambiente rico en datos que permita al estudiante
ejecutar un rango amplio de estrategias, a partir de una toma de decisiones sencillas o
complejas; y d) retroalimentación para las acciones de los participantes, en la forma de
cambios en el problema o situación.
Con base en esta relación de características se presenta en la figura 7 los requerimientos
mínimos para el diseño de un simulador.
Importancia del autocontrol y la interacción
En la educación a distancia, y especialmente en el uso de simuladores, hay dos conceptos
fundamentales que son el control y la interacción. Al buscar una definición de educación a
distancia que reflejara esta condición, Gunawardena y McIsaac (2004) señalaron la
pertinencia de la definición dada por Garrison and Shale (1987), al incluir como criterios para
formular una teoría de educación a distancia, los elementos de comunicación no contigua,
comunicación interactiva de dos vías, y el uso de tecnología para mediar la necesaria
comunicación de dos vías.
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El concepto de autocontrol
Garrison and Baynton (1987) señalaron que el control en el proceso de aprendizaje resulta
del balance adecuado en la combinación de tres dimensiones: la independencia del aprendiz
para decidir o seleccionar, la competencia del aprendiz evidenciada por sus habilidades,
destrezas y motivaciones, y el soporte disponible a nivel de acompañamiento humano y de
recursos no humanos. En la educación a distancia, la independencia o autonomía del
estudiante no es eficiente sin la capacidad de control del proceso de aprendizaje. Al utilizar
simuladores el estudiante aumenta su percepción de autocontrol sobre el proceso de
aprendizaje.
El concepto de interacción
Garrison y Shale (1990) plantearon que la interacción o comunicación efectiva de dos
vías, es el hecho fundamental de la educación a distancia, más que la separación del profesor
y el maestro. Gunawardena y McIsaac (2004) señalaron que en los casos de aprendizaje
basado en formatos de Web multimedia, las interacciones aprendiz-contenido corresponden a
la interactividad del sistema. Este es el caso específico de los simuladores, como estrategia y
dinámica de la interactividad del sistema, cuando la arquitectura tecnológica permite la
interacción a partir de entradas o interacciones del aprendiz, con respuestas que cambian el
formato desplegado o despliegan nueva información.
Hillman, Willis, y Gunawardena (1994) encontraron necesario adicionar al concepto de
interacción de Moore (1989) que soporta la transacción educativa a distancia, un cuarto
componente denominado interacción interfase-aprendiz, en atención a la incorporación de las
tecnologías de la comunicación para mediar en los procesos comunicativos de la educación a
distancia. Ellos plantearon que la comprensión del uso de la interfaz en todas las
transacciones, es un nuevo paradigma en la educación a distancia. Los aprendices que no
poseen las habilidades requeridas para usar la interfase de un medio de comunicación, gastan
enormes cantidades de tiempo aprendiendo a interactuar con la tecnología para lograr
comunicarse con otros o con los contenidos de la lección.
El uso incremental de la Web en la educación a distancia ha generado la necesidad y la
importancia de diseñar interfaces amigables y entrenar a los aprendices para utilizarlas. Esto
es más cierto en el caso del diseño de simuladores.
Desde otra perspectiva, Fulford y Zhang (1993) demostraron que la percepción de la
interacción es tan importante como la interacción en sí. La satisfacción de los estudiantes
depende más de su percepción sobre una interacción de alto nivel, que de la abundancia de
las interacciones.
Conclusión
La estrategia de simulación de microscopía óptica se constituye en una alternativa de
solución ante las dificultades para desarrollar actividades de laboratorio con estudiantes de
educación a distancia ubicados en zonas remotas donde no hay infraestructura física
adecuada.
La capacidad del simulador de microscopía óptica para apoyar el proceso de aprendizaje
radica en la teoría de aprendizaje subyacente y en el diseño instruccional funcional para los
objetivos curriculares planteados. Se aprende por el tipo de actividades desarrolladas con el
simulador que llevan exploratoriamente a la solución de los problemas de microscopía
planteados en cuanto a procesos de manipulación del objeto virtual y a la transferencia de
conocimientos.
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Las actividades desarrolladas con el simulador, a pesar de la flexibilidad exploratoria que
puede ejercer el estudiante sobre el menú disponible, suministra una lógica interna de
aprendizaje explícita en la figura 7. Con esto se confirma que los simuladores son un buen
recurso en la educación a distancia cuando su uso es coherente con un diseño instruccional y
una teoría de aprendizaje subyacentes, que permiten potenciar las posibilidades de aplicación
didáctica de esta tecnología.
La descripción del simulador ha permitido reflexionar sobre el concepto en sí de
simulación, la importancia del autocontrol y la interactividad en la educación a distancia y las
implicaciones que se derivan para el diseño instruccional de simuladores.
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Referencias
Brown, J., Collins, A., & Duguid, P. (1989). Situated cognition and the culture of learning.
Educational Researcher, 18(1), 32-42.
Dick, W., Carey, L., & Carey, J. O. (2001). The systematic design of instruction (5th ed.).
New York: Longman.
Gredler, M. (2003) Games and simulations and their relationships to learning. En: Jonassen
2004. Handbook of Research on Educational Communications and Technology
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Garrison, D. R., & Baynton, M. (1987). Beyond independence in distance education: The
concept of control. The American Journal of Distance Education, 1(1), 3–15.
Garrison, D. R., & Shale, D., Ed. (1990). Education at a distance: from issues to practice. In
Jonassen, D. H. (Ed.), (2004). Handbook of Research on Educational Communications
and Technology (2nd ed.).
Gunawardena y McIsaac (2004). Distance Education. In Jonanssen, D. H. (Ed.), (2004).
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Hillman, D. C., Willis, D. J., & Gunawardena, C. N. (1994). Learner-interface interaction in
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Fulford, C. P.,& Zhang, S. (1993). Perceptions of interaction: The critical predictor in
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Merrill, M. D. (2002). A pebble-in-the-pond model for instructional design. Performance
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http://cito.byuh.edu/merrill/text/papers/pebbleinthepond.pdf . Recuperado el 6 de
noviembre de 2009.
Rieber, L. (2005). Multimedia Learning in Games, Simulations, and Microworlds. En: The
Cambridge Handbook of Multimedia Learning edited by Richard E. Mayer. Cambridge
University. [Aprendizaje Multimedia en Juegos, Simulaciones y Micromundos. En el
Manual Aprendizaje Multimedia de Cambridge editado por Richard E. Mayer]
Cambridge University Press.
Squire, K. (2003). Video game-based learning: An emerging paradigm for instruction.
Perfomance Improvement Quaterly. Volume 21, Issue 2, pp. 7-36