EL LABORATORIO EXTENDIDO: UNA OPORTUNIDAD PARA LA EDUCACIÓN CIENTÍFICA EN ENTORNOS DIGITALES

La reflexión y el análisis sobre las nuevas mediaciones y los modos de trabajo en la pandemia permitirán no solo ajustarlos a las necesidades educativas actuales sino también capitalizar lo vivido en la esperada pospandemia. Los dispositivos de enseñanza remota de emergencia, metafóricamente, lograron extender el aula, pero ahora el desafío es extender el laboratorio. El Laboratorio extendido constituye, entonces, una clara alternativa para promover los aprendizajes de los procedimientos propios del quehacer profesional.

La pandemia de covid-19, que cambió la realidad, encontró su epicentro en la región a mediados de 2020. En consecuencia, la lucha colectiva de los pueblos contra la enfermedad y las medidas sanitarias adoptadas implicaron profundas modificaciones en los modos de relación entre las personas. En la Argentina, el abanico de estrategias instrumentadas incluyó desde el aislamiento hasta el distanciamiento social con protocolos estrictos. Todas estas medidas implicaron que las instituciones educativas desplieguen dispositivos de enseñanza remota de emergencia para garantizar la continuidad pedagógica. Es menester aclarar que esta enseñanza de emergencia dista de la enseñanza a distancia planificada y organizada, ya que no pretende generar ecosistemas educativos sustentables. Sin embargo, esto no implica que no deba estudiarse detenidamente. La reflexión y el análisis sobre las nuevas mediaciones y los modos de trabajo en la pandemia permitirán no solo ajustarlos a las necesidades educativas actuales sino también capitalizar lo vivido en la esperada pospandemia.

La enseñanza de las ciencias naturales y de la salud, sobre todo de nivel superior, se vio especialmente interpelada en la emergencia. Estas áreas encuentran en la actividad experimental uno de sus modos privilegiados de conocer. Es decir, los trabajos prácticos en el laboratorio son especialmente valorados y se los reconoce como estrategia de elección para la enseñanza de cuestiones íntimamente relacionadas a la manera de construir conocimiento científico y al ejercicio profesional. Sin embargo, en el acelerado proceso de virtualización de la educación, estas actividades fueron difíciles de sostener. En efecto, las instituciones de educación superior incorporaron estrategias y tecnologías para facilitar la comunicación entre profesores y estudiantes, pero encontraron un gran desafío a la hora de pensar en prácticas experimentales a distancia. Metafóricamente, se logró extender el aula, pero el desafío que resta es extender el laboratorio.

Las actividades experimentales promueven el aprendizaje de procedimientos fundamentales para el ejercicio profesional vinculado a titulaciones en ciencia y tecnología. Estos procedimientos pueden agruparse en procedimientos intelectuales y procedimientos sensorio motores. Entre los primeros se puede distinguir aquellos que permiten a los estudiantes reconocer un determinado objeto o suceso, procedimientos intelectuales de reconocimiento (por ejemplo, la asociación de una práctica a un modelo o la identificación de variables), y aquellos que se ponen en juego a la hora de supervisar una acción y tomar decisiones sobre alguna situación para ejercer cierto grado de control sobre la misma, procedimientos intelectuales de control (por ejemplo, el diseño experimental).

Por su parte, los segundos incluyen aquellos que involucran las acciones relacionadas a la motricidad fina con el objetivo de modificar el sistema, procedimientos sensorio motores de acción (por ejemplo, la manipulación de instrumental), y aquellos que implican la especialización de los sentidos que permiten significar hechos como datos de una observación, procedimientos sensorio motores de observación (por caso, reconocer el punto de una titulación, la aparición de un precipitado en una solución o registrar la temperatura en un termómetro). Nada de esto puede aprenderse mirando un video, leyendo un texto o asistiendo a un encuentro sincrónico.

La necesidad de investigar la enseñanza remota de emergencia, y de articular acciones tendientes a recuperar la actividad experimental como elemento medular de la educación de nivel superior en ciencia y tecnología, llevó al Centro de Investigación y Apoyo a la Educación Científica (CIAEC) a plantear el Modelo de Laboratorio extendido (MLE o, simplemente, LE). El LE puede entenderse como el uso didáctico y sistémico de dispositivos y estrategias para llevar adelante actividades experimentales en entornos educativos digitales. Es decir, el LE no es una única aproximación, sino el establecimiento de un híbrido experimental, donde distintos recursos (laboratorios) actúan de manera sinérgica con el objetivo de aumentar la probabilidad de que se generen aprendizajes de procedimientos, actitudes y conceptos. En este sentido, y de forma no excluyente, el LE incluye: Actividades Experimentales Simples (AES) o Laboratorios Caseros, Simulaciones (S), uso de teléfonos inteligentes o Laboratorios Móviles (LM), Laboratorios Virtuales (LV) y Laboratorios Remotos. Es importante destacar que no se trata de un uso acrítico de estos recursos, sino de diagramar y secuenciar su uso para potenciar su sinergia.

Las AES, que conforman el corazón de las propuestas de Laboratorios Caseros, comparten muchas características de las actividades que se realizan en los laboratorios tradicionales. Son un tipo particular de actividad experimental caracterizada por la sencillez y seguridad. No requieren ni laboratorio ni equipamiento, sus costos son muy bajos y pueden considerarse potencialmente ubicuas. No debe pensarse que por ser simples son poco relevantes o tienen bajo impacto. Estas actividades promueven los aprendizajes de todos los procedimientos, incluidos los sensorios motores de acción.

Las simulaciones permiten la visualización de fenómenos concretos vinculados a abstractos modelos científicos. Son una representación simplificada de un hecho, objeto o proceso, que concentra su atención en aspectos específicos del mismo, y permite intervenir eficazmente sobre el sistema representado. En un sentido amplio, pueden incluir mucho más que software, pero en el contexto del LE las que son resultado de programación y pueden integrarse a los entornos digitales cobran particular interés. Las simulaciones pueden agruparse para potenciarlas dando lugar a LV. Estos pueden hasta incluir representaciones de la incertidumbre empírica, pero no dejan de ser programas y siempre debe vigilarse la identidad de la programación con los límites del modelo teórico. Estas alternativas permiten trabajar sin problemas los procedimientos intelectuales de las actividades experimentales e, incluso, podrían promover algunos procedimientos sensorio motores vinculados a uso y lectura de cierto instrumental.

Los LR son un conjunto de tecnologías hardware y software que permite a profesores y estudiantes llevar a cabo una actividad experimental de manera relativamente similar a si estuvieran en el laboratorio tradicional. Se trata de actividades experimentales reales que permiten el tratamiento de datos empíricos con la incertidumbre asociada al proceso de medición. La diferencia radica en que la manipulación del equipamiento se realiza a distancia, pudiendo accederse desde cualquier parte del mundo en cualquier momento. El correcto uso de este tipo de dispositivos promueve el aprendizaje de procedimientos intelectuales y sensorio motores de observación. Un ejemplo de LR es el Laboratorio de Valoración Acido-Base desarrollado por la Universidad Estatal de Educación a Distancia de Costa Rica que, como parte de la alianza con el CIAEC, se está usando en la asignatura Calidad de Medicamentos de la Facultad de Farmacia y Bioquímica.

Figura 1. Ejemplo. Laboratorio Remoto de Radioactividad desarrollado por la Universidad de Queensland.

Los LM son aquellos en los que el teléfono inteligente es protagonista. En realidad, existen muchas formas de usar estos potentes recursos. Se puede reconocer el uso como instrumento de medición (tiempo, aceleración, intensidad sonora, intensidad luminosa, etc.), como instrumento de registro (fotografías, filmaciones y grabaciones) y como instrumento de observación (lupa). Además, incluyendo marcadores (representaciones gráficas), permiten aumentar la realidad para manipular objetos virtuales y pueden ser soporte de simulaciones y LV. En consecuencia, según el tipo de uso promoverán el aprendizaje de diversos tipos de procedimientos.

En suma, los distintos elementos que integran la propuesta del LE se diferencian en los procedimientos que se ponen en juego, en su pertenencia a la realidad y en el nivel de complejidad. Así, la Figura 1 muestra cómo pueden integrarse considerando dos ejes: simple-complejo y real-virtual. En el caso de los LM debe considerarse que pueden ser usados de distinta forma porque ocupan el origen de coordenadas. Sin embargo, más allá de las potencialidades intrínsecas de cada uno de los dispositivos del LE, su uso sinérgico y potente requiere la toma de decisiones fundadas en investigación didáctica. Es decir, cómo seleccionar, proponer actividades y secuenciarlas constituye el verdadero desafío del LE. No se trata de sumar distintos laboratorios sino de proponer su uso de modo que cada actividad recupere algún aspecto de la práctica experimental logrando una sinergia que permita la aprensión por parte de los estudiantes de los procedimientos intelectuales y sensorio motores.

Figura 2. Modelo del Laboratorio Extendido (LE) de Idoyaga. AES: Actividades Experimentales Simples, LE: Laboratorios Remotos, LV: Laboratorios Virtuales, S: Simulaciones, LM: Laboratorios Móviles.

Por último, es importante resaltar que, considerando todas las aproximaciones existentes que buscan recuperar el carácter experimental de la enseñanza de las ciencias, el uso del LE cómo híbrido experimental constituye una clara alternativa que permite el trabajo riguroso con la complejidad y la incertidumbre del dato empírico y la toma de decisiones, que promueven los aprendizajes de los procedimientos propios del quehacer profesional.