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La simulación computarizada como procedimiento metodológico en la enseñanza y el aprendizaje de la Electrónica

 

La explotación de los nuevos medios técnicos, frutos de la actual revolución científico–técnica, deviene necesidad para optimizar el proceso de aprendizaje de los estudiantes. En el presente artículo se defiende, desde posiciones psicológicas y metodológicas, que el valor didáctico de los medios técnicos se lo imprime el contexto metodológico en el que se explotan sus cualidades, independientemente de sus potencialidades implícitas; así como que el empleo de los simuladores computarizados en el contexto metodológico, puede constituirse en procedimiento, y no en método propiamente. En este sentido, se ofrecen algunas consideraciones para el empleo de la simulación como procedimiento metodológico, tanto para la formación de conceptos, como para la sistematización de instrumentaciones.

Palabras claves: simulador, simulación, procedimiento, metodológico, método, medio, medios técnicos, medios de enseñanza, medios de aprendizaje, recursos personales, enseñanza, aprendizaje, acciones, habilidades, formación de conceptos, nuevas tecnologías.

Introducción.

Ante un nuevo orden mundial, la globalización de la economía, avances vertiginosos en la ciencia, la tecnología, las comunicaciones y la información, cambios que afectan los sistemas de producción y la organización social de los países, el mundo laboral se muestra particularmente exigente y requiere profesionales con conocimientos, instrumentaciones, actitudes y valores acorde a estas exigencias. Éstas, por ende, son transferidas por vía curricular al proceso de formación de profesionales, por lo que las instituciones creadas con estos fines, debe experimentarse también una revolución en las formas y métodos para dirigir el aprendizaje de los estudiantes.

Pero a estas instituciones no sólo llegan las exigencias para la formación de profesionales, también llegan nuevos medios para facilitar y optimizar el proceso de enseñanza–aprendizaje. Relacionado con su explotación hay ejemplos, incluso, de tendencias a erigirlos como la solución a muchos de los actuales problemas en la enseñanza y el aprendizaje, desestimando el carácter mediador del contexto donde se desarrolla el proceso, de los demás estudiantes, de la metodología a través de la que se dirija el aprendizaje, etc.; sin considerar que éstos adquieren sentido y propósito educativo, cuando son adecuadamente insertados en el contexto metodológico. Con ello, se ha estado más atento a la justificación de la bondad de las nuevas tecnologías para el aprendizaje de los estudiantes, que al estudio de los requerimientos teórico–metodológicos para que el uso de los nuevos medios sea efectivo, de calidad y contribuya de modo significativo a la mejora del aprendizaje (Escudero Muñoz, J. M., 1992). Ahora bien, ¿la designación de medios, en el proceso de enseñanza–aprendizaje, es privativa de los recursos materiales con se cuenta en el mismo para enseñar y aprender?

Conceptuando los medios de enseñanza y los medios de aprendizaje.

Desde las posiciones teóricas asumidas, la metodología de la enseñanza y el aprendizaje es entendida como la ciencia que estudia los métodos, técnicas, procedimientos y medios dirigidos a la enseñanza de una disciplina dada (Marinko, I. y Atoliarov, I., 1982; Rusavin, G. I., 1990; Hernández Castillo, A., 1988; citados por Bermúdez Serguera, R. y Rodríguez Rebustillo, M., 1996). De aquí que, a diferencia de algunas tendencias pedagógicas como la tecnología educativa, que sitúa a los medios técnicos como centro del proceso de enseñanza–aprendizaje, éstos se vean, junto a los procedimientos, como elementos para instrumentar los métodos.

Por otra parte, entender que el aprendizaje no está sólo «… determinado por la existencia de una cultura, que condiciona tanto los contenidos de los cuales los educandos deben apropiarse, como los propios métodos, instrumentos, recursos (materiales y subjetivos) para la apropiación de dicho contenido, así como los espacios y las situaciones específicas en que se lleva a cabo el mismo» (Castellanos Simons, D. et. al, 2002, pág. 26); sino que tiene, al mismo tiempo, una naturaleza individual, al constituir un proceso de construcción personal, mediado por las «… capacidades, ritmos, preferencias, estrategias y estilos de aprendizaje, unidos a la historia personal, los conocimientos previos y la experiencia anterior… » (Castellanos Simons, D. et. al, 2002, pág. 26); y por tanto, que el aprendizaje depende esencialmente del ser que aprende y no de forma directa de lo que desea o se propone el que enseña (Gimeno Sacristán, J. y Pérez Gómez, A. I., 1992; Ferrández Arenaz, A., 1992; Bermúdez Serguera, R. y Rodríguez Rebustillo, M., 1996; Valle Arias, A. y González Cabanach, R., 1998; González Serra, Diego J., 2000; Pozo, J. I. y Gómez Crespo, M. A., 2001; Castellanos Simons, D. et. al, 2002); implica que los medios de enseñanza y aprendizaje sean vistos, desde una visión global, como todos aquellos recursos personales o condiciones con las que debe contar, el profesor para enseñar, y el estudiante para aprender, respectivamente.

Vistos así, cualquier condición o recurso puede ser un medio, y por tanto, constituir instrumentación del procedimiento correspondiente (Bermúdez Serguera, R. y Rodríguez Rebustillo, M., 1996). Esto conlleva a su vez, a clasificarlos en personales (aquellos recursos propios de la personalidad del sujeto: conocimientos, instrumentaciones, estrategias de aprendizaje, recursos metacognitivos, etc., que le permiten actuar efectivamente) y técnicos (aquellos recursos materiales que le facilitan la interacción, estudio, y/o modelación de la realidad: láminas, televisores, computadoras, videos, etc.). A su vez, atendiendo a su finalidad, estos se clasificarán en medios de enseñanza y en medios de aprendizaje: «… los recursos personales, utilizados en el contexto de enseñanza, serán conceptuados como medios de enseñanza, mientras los recursos personales o condiciones propias de la persona que aprende han de denominárseles medios de aprendizaje» (Bermúdez Serguera, R. y Rodríguez Rebustillo, M., 1996, pág. 39).

Desde esta perspectiva, las computadoras personales constituyen medios técnicos de especial significación para el contexto metodológico actual. Pero, ¿son las potencialidades implícitas de los medios, y en especial de las computadoras personales, lo que determina su valía en dicho contexto?

El valor didáctico de los medios técnicos se lo imprime el contexto metodológico en el que se explotan sus cualidades.

A criterio de numerosos autores (González castro, V., 1990; Escudero Muñoz, J. M., 1992; Pons, J. de P., 1992; Romero Morante, J., 2000) los medios, e incluso los que son fruto de las nuevas tecnologías, no definen ‘per sé’ un determinado modelo educativo, aún cuando condicionan en gran medida la metodología empleada en la enseñanza y el aprendizaje. En este sentido Cark y Salomón (1986) expresan que «… los medios de enseñanza no son en sí mismos factores causales del aprendizaje, pero pueden propiciar de hecho la utilización de metodologías innovadoras en el aula» (Cark y Salomón, 1986, citados por Pons, J. de P., 1992, pág. 148).

En especial, acerca del uso de las computadoras personales, muchos llaman a interrogarnos en qué medida las mismas pueden «… contribuir a cambiar la metodología de enseñanza, el contexto educativo o los instrumentos puestos al servicio del profesor» (Pons, J. de P., 1992, pág. 148). Tal interrogante no puede parecernos exagerada, pues éstos pueden adoptar, de una manera dinámica, las características de otros medios, al poseer una capacidad de representación e integración no antes vista, de aquí que se consideren metamedios, como señalan Kay (1984) y Pons, J. de P. (1992).

Sin embargo, a pesar de las potencialidades de los nuevos medios técnicos para facilitar la representación, modelación e interacción con la realidad, el valor pedagógico de los mismos se lo imprime el contexto metodológico en el que se explotan sus cualidades (Jiménez, J. A., 1992; Romero Morante, J., 2000; Pifarré, Manoli y Jaume Sanuy, 2000). Refiriéndose, específicamente a la diversidad de los resultados obtenidos con el uso de computadoras personales para facilitar el aprendizaje, y haciéndolo desde una perspectiva sociocultural, Pifarré, M. y Jaume S. (2000) referenciando a Clements y Sarama (1997) y a Salomon y Perkins (1998), expresan que las mismas pueden explicarse por las características de las variables del contexto educativo, entre las que señalan: el contenido de aprendizaje, las características de las actividades de enseñanza y aprendizaje, la función del profesor, la interacción entre los alumnos, entre otras.

Los medios técnicos que se emplean en contextos metodológicos, pueden o no ser diseñados con estos fines. Puede tratarse de materiales ad hoc (software para aprender un contenido curricular, un programa de televisión para ejercitar algún idioma extranjero, etc.), diseñados con fines didácticos, y adecuadamente fundamentada su explotación desde posiciones psicopedagógicas; o productos no diseñados originalmente con fines didácticos, pero poseedores de potencialidades aprovechables con estos fines. En cualquier caso, ponemos a consideración algunos criterios a tener en cuanta para el diseño de situaciones educativas que utilicen herramientas tecnológicas como la computadora personal, resultado de la sistematización teórica realizada (Jiménez, J. A., 1992; Clements y Sarama, 1997; Salomon y Perkins, 1998; Romero Morante, J., 2000; Pifarré, M. y Jaume S., 2000), y de la experiencia acumulada en la explotación de éstos medios:

• La elección del medio a utilizar debe hacerse en función de los objetivos, de los contenidos, del contexto en el que se desarrolla el proceso y de las características de los alumnos. Ello implica una caracterización de sus potencialidades como instrumentación de los procedimientos.
• La explotación del medio exige la contextualización de las actividades educativas en el entorno cultural, de modo que éstos, al menos, modelen las herramientas, instrumentos, o medios en general, de su futuro contexto de actuación.
• El diseño de entornos educativos mediados por dichos medios, debe potenciar la interacción y el intercambio entre los estudiantes, y entre éstos y el profesor.

Tanto en el contexto de la enseñanza, como de la actividad científica contemporáneas, es muy frecuente la explotación de la computadora para la simulación de procesos y fenómenos, y así acceder a su esencialidad a partir de la modelación.

A decir de González Castro, V. (1990), la simulación «… resume toda la teoría relacionada con el proceso en el cual se sustituyen las situaciones reales por otras creadas artificialmente… y de las cuales el estudiante debe aprender ciertas acciones, habilidades, hábitos, etc., que posteriormente deberá transferir a la situación de la vida real con igual efectividad» (González Castro, V., 1990, pág. 284). Para este propio autor, la misma intenta romper la diferencia que hay entre el aprendizaje de conceptos en el ámbito teórico y su transferencia a situaciones prácticas. O sea, y como explícitamente lo reconoce, considera la simulación como una actividad en la que el estudiante no acumula información teórica, sino que la lleva a la práctica, con lo cual esta se identifica con el entrenamiento puramente.

Sin embargo, ello es desestimar las potencialidades de la simulación como fuente de obtención de conocimientos. La simulación inicia con la modelación de una parte de la realidad, en la que ocurren procesos o fenómenos que por lo general no puede ser estudiados por su velocidad, complejidad, por lo costoso de su estudio por vía experimental, etc. Esta implica, en primera instancia, la construcción de un modelo, que representando lo real, posibilita más fácilmente su estudio. En segundo término, la puesta en funcionamiento del mismo, con lo cual se estudia virtualmente ese proceso o fenómeno, penetrando en su esencialidad. Considerando entonces que el modelo reproduce fielmente las características de la realidad, «… es posible hacer predicciones, evaluar comportamientos y adquirir conocimientos con relación a la realidad modelada» (Sureda Negre, J., 1986). En la simulación computarizada, por su parte, «se trata de presentar el funcionamiento de un sistema o dispositivo a través de la realización de una analogía matemática, realizada sobre ordenador» (Sevillano García, Ma. L., 1995, pág. 273).

El empleo de la simulación en el proceso de formación de profesionales tiene sus particularidades, dadas en la explotación de simulaciones que modelen actividades de aplicación, preferiblemente incluyendo la presencia de instrumentos virtuales (Martín Rodríguez, A., et. al., 2001), funcionamiento de circuitos, dispositivos, procesos productivos, etc., con vistas a potenciar una actuación de los futuros profesionales acorde a los requerimientos de su futuro contexto laboral.

Respecto a la contrastación experimental tradicional, la simulación ofrece las siguientes ventajas:

• Ofrece la posibilidad de repetir, en condiciones idénticas y a partir de su modelación, procesos y fenómenos, algo difícil de lograr en condiciones reales, y por tanto, estudiar sistemáticamente sus comportamientos hasta lograr los objetivos deseados. Se optimiza así el proceso de aprendizaje.
• Elimina los riesgos que siempre se presentan en la interacción con la realidad, tanto para dispositivos, instrumentos, etc., como para los estudiantes; con lo que se crea confianza en ellos para implicarse en el estudio de esa realidad.
• Permite la realimentación inmediata, pues los efectos que se logran en el funcionamiento del sistema, fenómeno o proceso que se simula, como resultado de introducir modificaciones en determinados parámetros, resultan inmediatos; lo que permite corregir la actuación del estudiante en cada momento.
• Cuando se utiliza la simulación con el objetivo de sistematizar la realización de acciones que caracterizan la actuación del sujeto en cierto contexto, ayuda a optimizar dicha actuación.

Las características y ventajas antes referidas, evidencian que en el proceso de simulación pueden desarrollarse acciones orientadas a la consecución de un determinado fin u objetivo. ¿Puede, entonces, considerarse la simulación un procedimiento metodológico?

Existe consenso entre la mayoría de los autores consultados (Lerner, I. Ya y Skatkin, M. N., 1981; Amaros y Llorens, 1986; Diseño Curricular Base, 1989, García Nadal, R. et. al., 1992; Coll y Valls, 1992; Pozo y Gómez Crespo, 2001), en entender los procedimientos como un conjunto de acciones ordenadas, orientadas a la consecución de una meta u objetivo.

Ubicándolo dentro del contexto metodológico, el procedimiento deviene instrumentación del método, «… es un detalle del método, es decir, es una operación particular práctica o intelectual de la actividad del profesor o de los alumnos» (Labarrere Reyes, G. y Valdivia Pairol, G. E., 2001, pág. 106); el que a su vez se instrumenta a través del correspondiente sistema de medios que emplea la persona para la consecución de la tarea (Bermúdez Serguera, R. y Rodríguez Rebustillo, M., 1996). A pesar de ello, y como señalan algunos autores (Labarrere Reyes, G. y Valdivia Pairol, G. E., 2001) de la misma manera que no se puede concebir el método como un conjunto de procedimientos, el procedimiento fuera del contexto del método, pierde su significación.

Visto desde el proceso de enseñanza, el procedimiento es un conjunto de acciones del profesor encaminadas al logro de un objetivo, que jerárquicamente se deriva del que orienta al método que se emplea para dirigir el aprendizaje de los estudiantes, y que tienen lugar por medio del conjunto de experiencias de naturaleza cognitiva e instrumental que ha acumulado, así como de los correspondientes soportes técnicos. Desde el aprendizaje, el procedimiento constituye el conjunto de acciones que desarrolla el estudiante para ir penetrando gradualmente en la realidad que estudia, y la consiguiente construcción de un sistema cognitivo–instrumental que le permitirá seguir penetrando en ella.

La simulación, por tanto, se constituye en procedimiento, tanto para la formación de conceptos y construcción en general de conocimientos, como para la aplicación de éstos a nuevos contextos a los que, por diversas razones, el estudiante no puede acceder desde el contexto metodológico donde se desarrolla su aprendizaje. De hecho, «buena parte de la ciencia puntera, de frontera, se basa cada vez más en el paradigma de la simulación, más que en el experimento en sí…» (Pozo, et. al, 2001, pp. 24–25).

Desde el punto de vista metodológico, a pesar de las potencialidades para ejecutar acciones orientadas a la consecución de determinados fines, la simulación se identifica como procedimiento metodológico, y no como método propiamente, por varias razones:

• La modelación de la realidad que tiene lugar como resultado de la simulación, no constituye un elemento determinante para penetrar en la esencia de la misma y llegar a conocerla: es necesario el empleo de procedimientos que la complementen metodológicamente, y alcanzar entonces los objetivos planificados.
• Como muchos de los simuladores no son diseñados con fines didácticos, su contextualización debe realizarse por medio de acciones colaterales que debe realizar el profesor para que su explotación esté en correspondencia con objetivos, contenidos, métodos, etc., del contexto educativo donde se emplean. Es necesaria una «reconstrucción» pedagógica de los mismos.
• La interacción que éstos propician con la realidad que se modela en los mismos, por lo general, es personal, de aquí que sea necesario el diseño de tareas que permitan la interacción entre los estudiantes.

Como se ha expresado anteriormente, la simulación puede utilizarse como procedimiento, tanto para la formación de conceptos, como para la sistematización de conocimientos e instrumentaciones. En el primer caso, su objetivo fundamental es la actualización de conocimientos, a partir de las exigencias de esa parte de la realidad modelada; en el segundo, la sistematización de instrumentaciones, tomando como referente los invariantes instrumentales que caracterizan la actuación de los profesionales de ese contexto.

Para que el proceso de simulación devenga procedimiento metodológico para la formación de conceptos, se sugiere que el mismo se desarrolle a través de las siguientes etapas:

• Presentación de la simulación. Se realiza por lo general, por medio de una representación esquemática del circuito, dispositivo, proceso o fenómeno a simular; con lo cual se ubica en la parte de la realidad que se estudiará.
• Emisión de hipótesis por parte de los estudiantes. En esta etapa se promueve la emisión de hipótesis por parte de los estudiantes acerca del comportamiento del circuito, dispositivo, proceso o fenómeno a simular, ante las condiciones determinadas y los parámetros prefijados, a través del diseño de tareas con estos fines; de modo que el poder predictivo de los mismos se toma como indicador de sus conocimientos e instrumentaciones.
• Determinación de las acciones óptimas. En esta etapa se determinan las acciones que se consideran optimizan la interacción de los estudiantes con la realidad que se modela. Para ello, se recomienda tomar como referentes los invariantes estructurales de actuación de los profesionales de la rama correspondiente, en esa realidad que se modela.
• Constatación de la efectividad del proceso de simulación. Ello puede realizarse por medio de tareas que permitan aplicar, a nuevas situaciones, los conocimientos e instrumentaciones construidos durante el proceso de simulación. Ello incluye nuevas simulaciones, a partir de la modelación de procesos, fenómenos, circuitos, etc., de mayor complejidad.

Para ser usado como procedimiento metodológico para la sistematización de acciones, o sea, básicamente como entrenador, se recomienda que la simulación cuente con las siguientes etapas:

• Presentación de la simulación. Se realiza, por lo general, por medio de una representación esquemática del circuito, dispositivo, proceso o fenómeno a simular; con lo cual se ubica en la parte de la realidad que se estudiará. A diferencia de su empleo para la formación de conceptos, en este caso los estudiantes ya han comenzado a conocer esta realidad, poseen los conocimientos básicos para interactuar con ella, y de lo que se trata, es de llevar las acciones propias de la solución de problemas en esta área del conocimiento, hasta el nivel de habilidad.
• Emisión de hipótesis por parte de los estudiantes. Con el sistema de conocimientos que poseen los estudiantes sobre esta parte de la realidad, éstos pueden pronosticar el comportamiento del circuito, dispositivo, proceso o fenómeno a simular; y en particular, la influencia de los parámetros fundamentales en el comportamiento del mismo.
• Determinación de las acciones a sistematizar. Una vez precisados los parámetros fundamentales que determinan el comportamiento del circuito, dispositivo, proceso o fenómeno que se modela, es posible determinar el sistema de acciones a desarrollar para interactuar con el mismo. La simulación dará la posibilidad, como ningún otro procedimiento, de sistematizar este sistema de acciones, hasta que estas alcancen el nivel de habilidad.
• Diseñar una actividad experimental. En esta etapa se realizará el diseño de una actividad, donde se constate experimentalmente, el comportamiento del circuito, dispositivo, proceso o fenómeno que se modeló, ahora en la práctica. Aunque la planificación de la interacción con la realidad supone la inclusión de nuevas acciones, serán de mucha utilidad las sistematizadas durante la simulación. Este será el mejor modo de transferir a la realidad, en el contexto pedagógico, lo aprendido durante la simulación.

Conclusiones.

Independientemente de sus potencialidades implícitas, los medios técnicos de enseñanza, e incluso aquellos fruto de la actual revolución científico–técnica (como es el caso de la computadora personal) carecen de valor didáctico fuera de un contexto metodológico que complemente esas potencialidades inherentes. Ello explica por qué, aún cuando la computadora personal puede ser definida como metamedio por el número de prestaciones que ofrece, su empleo no determina la existencia de un nuevo modelo educativo.

El empleo de la simulación computarizada parece restringido exclusivamente al desarrollo de habilidades como resultado de la sistematización, en contextos virtuales, de acciones por parte de los estudiantes; desestimando su explotación como fuente de obtención de conocimiento, a partir de la modelación de la realidad que se puede lograr en estas, y que ayuda, como a veces ningún otro procedimiento, a penetrar en su esencia.

A pesar de sus posibilidades como fuente de generación de acciones orientadas a fines u objetivos, la simulación no puede conceptuarse como método propiamente. La naturaleza de la misma, las características de los simuladores empleados, hacen necesario una complementación metodológica para que sean explotados en el estudio de la realidad, con el empleo de otros procedimientos.

Bibliografía.

Adell, J. (1997). Tendencias en educación en la sociedad de las tecnologías de la información. En Revista Electronica de Tecnologia Educativa, N. 7. http://www.uib.es/depart/gte/revelec7.html