Los simuladores PhET para las clases de ciencias y matemática

1.-Los simuladores interactivos PhET

La implementación de los simuladores interactivos PhET en el aula (más allá que sea presencial, híbrida o a distancia) ha producido una verdadera revolución en las clases de ciencias y matemática, constituye una de las aplicaciones digitales a tener en cuenta en el contexto de educación híbrida que estamos viviendo. Para Pere Marquès, el simulador es un material didáctico que constituye un modelo o entorno dinámico (generalmente a través un programa o software con gráficos o animaciones interactivas) que facilitan su exploración y modificación a los estudiantes, que pueden hacer un análisis inductivo o deductivo mediante la observación y la manipulación de la estructura que constituye el simulador; de esta manera pueden descubrir los elementos del modelo, sus interrelaciones, y pueden tomar decisiones y adquirir experiencia directa delante de situaciones que frecuentemente resultarían difícil de acceder a la realidad.

Fundado en 2002 por el ganador del Premio Nobel Carl Wieman, el proyecto de simulaciones interactivas de PhET del Departamento de Física de la Universidad de Colorado en Boulder crea simulaciones interactivas de acceso libre y gratuito para diversas temáticas relacionadas con la matemática y las ciencias.

Los simuladores proporcionan un nivel de interactividad necesario para realizar un adecuado trabajo de inserción de la tecnología en el aula; las simulaciones de PhET se basan en investigación educativa extensiva e involucran a los estudiantes mediante un ambiente intuitivo y similar a un juego, en donde aprenden explorando y descubriendo.

PhET ofrece diversos tipos de simulaciones interactivas de ciencias (física, química, biología y ciencias de la tierra) y matemática; estos materiales funcionan con Java, Flash o HTML5 y se pueden ejecutar conectado a Internet o descargar en forma gratuita en una computadora u otro dispositivo para trabajar desconectado. Todas las simulaciones tienen código abierto para que todos puedan acceder a su código fuente y modificarlo si lo creen necesario. Phet tiene su propia aplicación PhET para Android y vale 1 dólar. Los simuladores se presentan también clasificándolos según el nivel educativo: primario, medio, bachillerato y universitario.


2.- Características de los simuladores PhET

A través de controles intuitivos y gráficos atractivos que presenta los simuladores PhET, permite a los estudiantes comprender visualmente, por ejemplo, los fenómenos físicos, químicos y biológicos (la ley de Faraday, movimiento, energía, interacciones atómicas, concentraciones, entre otros) y temas referidos a la matemática (como cálculo de áreas, fracciones, funciones, vectores, entre otros). Con el fin de lograr una exploración más cuantitativa se incluyen instrumentos de medición (como reglas, cronómetros, voltímetros y termómetros) convirtiéndolos en verdaderos laboratorios virtuales. A medida que los estudiantes experimentan y manipulan estas herramientas mediante arrastre de objetos y el manejo de controles, los resultados aparecen en forma animada representando relaciones de causa y efecto como movimiento de objetos, rozamiento con el aire, la aceleración de la gravedad, etc.

Simuladores PhET

Las simulaciones PhET fueron desarrolladas en base a los siguientes principios:

  • Fomentar la investigación científica.
  • Proveer interactividad necesaria en el material didáctico.
    Hacer visible lo invisible, sobre todo con aquellos contenidos abstractos como la electricidad, el magnetismo.
  • Ilustrar modelos mentales.
  • Incluir imágenes (por ejemplo, objetos en movimiento, gráficos, números, etc.).
  • Usar ejemplos de la vida cotidiana.
  • Guiar de manera implícita a los usuarios (por ejemplo, limitando los controles o con mensajes emergentes) en la exploración productiva.
  • Crear una simulación que se pueda usar en varias situaciones educativas, según diversos contextos posibles.

Varias herramientas proveen una experiencia interactiva en las simulaciones:

  • Clic y arrastrar para interactuar con las funciones de la simulación.
  • Deslizar para aumentar o disminuir parámetros.
  • Cambiar las preferencias con los botones de opción.
  • Medir los experimentos con varios instrumentos – reglas, cronómetros, voltímetros y termómetros.

Cuando los usuarios interactúan con estas herramientas reciben retroalimentación inmediata sobre los cambios que han efectuado. Esto les permite analizar las relaciones de causa-efecto y responder a preguntas científicas mediante la exploración de la simulación.

Los simuladores PhET se pueden utilizarse en el aula con diversos objetivos planteados:

  • Interactuar con un simulador, ayuda a los estudiantes a explicar los fenómenos naturales, como por ejemplo: los cambios climáticos.
  • Compartir experiencias y comprobar si es posible predecir comportamientos cuando se modifican determinados parámetros de los simuladores. 
  • Consolidar los nuevos conocimientos promoviendo el uso de prácticas del lenguaje.
    Simular situaciones que pueden ser riesgosas en situaciones reales.

En el sitio web de PhET también existe una biblioteca de planificación de actividades para el docente, de esta manera, podrá tener los fundamentos necesarios para emprender la actividad con el simulador según el contexto específico que se presente. También los recursos consideran la infraestructura tecnológica (conectividad) como también la compatibilidad (HTML5, java, flash) que son definidos por los dispositivos que se disponen. También dispone de un ítem donde se hace referencia a las funciones de accesibilidad e inclusión.

Otras de las ventajas que presentan estos simuladores PhET es que pueden funcionar sin la necesidad de estar conectados a Internet, descargando la aplicación completa de PhET incluye todas las traducciones de todas las simulaciones PhET en Java y HTML para su uso sin conexión en Windows y MacOS.

Conclusiones

La implementación de los simuladores interactivos PhET en el aula abren nuevas posibilidades para el docente en las clases presenciales, híbridas y remotas; son de mucha utilidad como recurso interactivo, ya que permiten a los estudiantes modificar diversos parámetros, manipular objetos, medir magnitudes con instrumentos de medición, analizar los efectos que causan esa modificación de parámetros, como también verificar algunas leyes empíricas. Además estos simuladores son muy versátiles, se pueden utilizar tanto conectado a Internet como desconectado (ya que se pueden descargar), se presentan en diversas versiones compatibles con los dispositivos que se disponen.

Por otro lado, el uso de estos recursos didácticos pueden proporcionar clases más innovadoras y motivadoras para los estudiantes, proporcionando un rol más activo donde pueden observar las veces que quiera la experiencia, modificar los parámetros y sacar sus propias conclusiones, convirtiendo la tarea totalmente adaptable a la conocimientos previos y motivaciones del estudiante.

El buscador de actividades para la planificación que dispone el portal es de fundamental importancia para que el docente pueda adaptar la tarea (planteo de objetivos, criterios de evaluación) según el contexto particular que presenta todos los elementos y factores que se deben a considerar en la práctica docente para realizar actividades que favorezcan el aprendizaje.

Referencias

EduCOM: https://educom.com.ar/simuladores-interactivos-phet/

Pere Marquès: http://www.lmi.ub.es/te/any96/marques_software/

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