Las investigaciones recientes acerca de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias señalan que se debe privilegiar el desarrollo del pensamiento y la adquisición de habilidades procedimentales mediante el uso de la metodología científica; más que solamente la transmisión de conocimientos y la memorización de conceptos. Una forma de pensamiento más crítico, lógico y estructurado dará a los alumnos la posibilidad de realizar observaciones, plantear problemas, formular hipótesis, diseñar experimentos y obtener conocimientos significativos a partir del análisis de los resultados (Trejo B. S. , 2013; Trejo B. & Trejo D., 2015)

Ante la situación por la que se atraviesa en el país debido a la pandemia, se tuvo que optar por buscar recursos didácticos y herramientas que ayudaran a los profesores en la enseñanza y a los alumnos en el aprendizaje de las ciencias, mayormente auxiliados con el uso de las TIC. Aunque, es importante decirlo, respecto al uso de las tecnologías y herramientas digitales, era frecuente que los alumnos se transformaran en los maestros y viceversa.

Los jóvenes con los que actualmente se cuenta en las clases, pertenecen a la llamada Generación Z o también Igen,

postmillenial, centennials o denominados con el término de “nativos digitales”. Es decir, nacieron entre los años 1995 y 2010, cuando ya había una tecnología digital desarrollada y al alcance de un gran número de personas. Ellos han utilizado las tecnologías en diferentes hábitos de su vida, principalmente para el ocio; pero en el educativo, las utilizan para leer e informarse, estudiar, comunicarse y organizarse, así como para colaborar y cooperar en trabajos en equipo.

Esta población de alumnos está acostumbrada a fuertes estímulos visuales y sonoros que les ofrecen estas tecnologías, además de hacer varias actividades a la vez. Sin embargo, esto no siempre es deseable porque repercute en la atención que prestan a sus clases, pues si el profesor no emplea fuertes estímulos, entonces la concentración y atención de parte de los estudiantes no se mantiene por mucho tiempo (Landeros B., 2017).

Posibilidades que ofrecen las herramientas digitales

A partir de la implementación de las nuevas tecnologías, la enseñanza-aprendizaje de las ciencias ha experimentado grandes transformaciones, debido a que se emplean textos e

ilustraciones animadas, con sonidos y movimientos, ambientes virtuales e interactivos y con la posibilidad de hacer simulaciones de fenómenos que en ocasiones es difícil de presenciar en la realidad. Estas tecnologías también representan un reto para los docentes, que se deben mantener capacitados y actualizados para aprovecharlas y orientar a los alumnos en la adquisición de los aprendizajes que son requeridos.

Las TIC han irrumpido en el terreno educativo de tal manera que la incorporación a los procesos académicos son una meta para las instituciones educativas. Estas tecnologías son herramientas que aumentan las facilidades para hacer las actividades académicas, pero también es necesario que el sistema educativo oriente a utilizarlas correctamente, para incrementar las capacidades tanto de los alumnos como de los docentes (Cárdenas C. & Paz G., 2011).

Algunos de los aspectos que tienen a favor las TIC son: la motivación y el interés que propician en la enseñanza-aprendizaje de profesores y alumnos, la cual está ligada a la mejora de los procesos comunicativos con los que se resuelven varios problemas relacionados con el funcionamiento de la clase y sus resultados; la interacción que pueden tener estudiantes y docentes a pesar de no encontrarse en el mismo sitio u horario; se pueden incorporar conocimientos de otras disciplinas; la enseñanza-aprendizaje se hace más personalizada; mejora competencias como la creatividad y expresión (escrita, gráfica y visual) y se pueden utilizar gran diversidad de recursos educativos, además de realizar una evaluación en el momento, ya sea por el mismo alumno o por el profesor (Cárdenas C. & Paz G., 2011).

Una de las aplicaciones sugeridas para utilizar en las clases a distancia durante esta contingencia fue la de Microsoft Teams (en adelante, Teams) y, como se dijo en el párrafo anterior, ofrece diversas posibilidades para enriquecer las clases y hacerlas más flexibles y atractivas. Esta aplicación permite comunicar de diferentes formas a los alumnos y

profesores, ya sea de forma sincrónica (en tiempo real) como asincrónica (no en tiempo real). En el primer caso, es posible realizar llamadas, videollamadas, presentaciones del profesor y de alumnos, reuniones virtuales o uso de una pizarra virtual. En el segundo caso, se cuenta con la mensajería instantánea, las tareas programadas con o sin rúbricas de evaluación, los cuestionarios, exámenes, carpetas compartidas, etc. Aunado a lo anterior, Teams otorga una mayor flexibilidad para profesores y alumnos, debido a que permite la atención individual o grupal de los alumnos, además de que las actividades propuestas pueden realizarse independientemente del lugar u horario disponible que se tuviera. Incluso, la aplicación tiene incorporadas otras de Microsoft, como Word, Excel, PowerPoint y Forms, por lo que no había que descargarlas o abrirlas por otro lado.

También existe la aplicación de Teams para teléfono inteligente, con la cual se pueden realizar las actividades con este dispositivo y con un uso moderado de los datos de internet, al ser una aplicación que integraba las utilidades necesarias dentro en ella misma.

Para realizar las evaluaciones también es de utilidad, pues mediante la aplicación de Forms permitía otorgar una calificación inmediata en los cuestionarios o exámenes programados, una vez que eran contestados por los alumnos, además de dar la posibilidad de proporcionar una retroalimentación al acierto o al error (CCH, 2020).

La posibilidad de hacer las clases más interesantes, mejorando la presentación de los materiales didácticos, el aumento del intercambio de conocimientos, la autonomía y la facilidad del acceso a la información, motiva a los alumnos porque estas actividades son un elemento relevante de su generación y su cultura basada ahora más en la imagen, rapidez y la simultaneidad (El Futuro Es Apasionante de Vodafone, 2017).

En una investigación dirigida por J. Bailenson de la Universidad Stanford, se encontró que los estudiantes

aprenden mejor cuando pueden aproximarse a objetos representados virtualmente y apreciarlos de múltiples perspectivas. En este sentido, las TIC pueden facilitar el aprendizaje de conceptos del área de ciencias experimentales, ya que muchos de ellos implican fenómenos difíciles de ver a simple vista. Además de que estas tecnologías ayudan a resolver problemas y contribuyen al desarrollo de habilidades cognitivas.

Con las nuevas tecnologías, se pueden observar, apreciar, analizar y discutir conceptos que están involucrados en fenómenos que ocurren en el entorno común de los alumnos, pero que son difíciles de observar (Cárdenas G., 2017).

Enfoque de las asignaturas de las ciencias experimentales

Las asignaturas del área de ciencias experimentales tienen como enfoque aportar conocimientos científicos a la cultura básica del estudiante, lo que le permitirá tener un pensamiento flexible y crítico para comprender

los fenómenos naturales que suceden en su entorno o en su organismo (Escuela Nacional Colegio de Ciencias y Humanidades, 2006).

Las habilidades que se busca desarrollar en el egresado de la materia son, entre otras, las siguientes: autonomía para el aprendizaje; búsqueda de información documental y experimental y su análisis, comprensión y aplicación; plantearse problemas, generar hipótesis, diseñar experimentos y, a través de sus resultados, dar explicación a los fenómenos naturales de su entorno (Ramirez Z., 2011).

Los contenidos de estas asignaturas frecuentemente oscilan entre lo concreto y lo abstracto, y de lo simple a lo complejo y desde lo macroscópico a lo nanoscópico o molecular. Debido a lo anterior, se requiere que el estudiante desarrolle su capacidad de abstracción. Esto, aunado a la falta de las actividades en los laboratorios debido a la emergencia sanitaria por la que atravesamos, dificultan el aprendizaje de los alumnos.

Una forma de compensar estas carencias es recurrir a los

recursos virtuales para la comprensión de los temas de las ciencias experimentales, como los laboratorios virtuales. De esta forma, se aprovecha, además, la afinidad de las generaciones actuales por los altos estímulos visuales, así como la facilidad para interaccionar con la tecnología actual, para la incorporación del uso de las TIC en la enseñanza-aprendizaje de las ciencias (Guevara B. & Luengas C., 2009).

Laboratorios virtuales

Los laboratorios virtuales se encuentran dentro de los entornos virtuales de aprendizaje (EVA) y son programas desarrollados para simular el trabajo que se realiza en un laboratorio tradicional, por lo que permiten adquirir los aprendizajes propios de estas actividades (Ramirez Z., 2011).

Las ventajas de los laboratorios virtuales son las siguientes:

• Los alumnos pueden trabajar independientemente del horario y del lugar físico que prefieran para realizar las actividades experimentales.
• Soluciona problemas como la falta de equipamiento, materiales e infraestructura de laboratorio.
• Permiten reproducir fenómenos y procesos en condiciones controladas.
• Ayuda a que los alumnos realicen las actividades, modifiquen las variables y tomen decisiones, lo que aumenta su autonomía y su interés por aprender.
• Sirven para aprender las bases de las metodologías de las ciencias, desde realizar las observaciones, plantear un problema a resolver, formular una hipótesis, seleccionar el material y el equipo de laboratorio, realizar el experimento con las variables controladas, obtener los resultados, analizarlos y extraer conclusiones.
• No hay presión en cuanto al tiempo en que ellos realizan sus actividades, por lo que pueden hacerlo a su propio

ritmo y repetir el contenido las veces necesarias para mejorar el aprendizaje. Además, puede combinarse con otras herramientas y al final recibir una evaluación casi de forma inmediata.

Las desventajas o limitaciones que se les puede encontrar a los laboratorios virtuales son:

• Las posibilidades suelen ser restringidas por el modelo informático con el que son realizados, por lo que las actividades tienden a simplificarse.
• Los contenidos temáticos son limitados por los desarrolladores del programa y no es posible proponer nuevos experimentos.
• Los docentes deben de estar preparados en el uso de las TIC para poder manejarlos y explicarlos a los alumnos.
• Los resultados que se obtienen de los experimentos virtuales suelen ser, en ocasiones, menos atractivos visualmente o sorprendentes para los alumnos;
• El hecho de que no manejen directamente los equipos e instrumentos de laboratorio hace que las habilidades procedimentales de los alumnos en el mundo real se vean limitadas (Infante J., 2014).
• Los laboratorios virtuales se pueden dividir básicamente en dos tipos: aquellos que son solo demostrativos y otros en los cuales hay posibilidad de interactuar con el entorno virtual. Ambos son útiles, dependiendo de lo que se necesite.

En el primer tipo de recursos, se puede aprender acerca de los procedimientos del experimento, lo que habrá que esperar que suceda y las observaciones a realizar; pero no hay posibilidad de participar o modificar algo. En este caso se pueden mencionar a los videos y sus plataformas, como YouTube. De esta forma, se puede realizar una compilación de prácticas experimentales para mostrarlas o trabajarlas

con los alumnos. En el buscador de YouTube se puede buscar, por ejemplo: “laboratorio virtual y disección de una rana” (buscándolo en inglés la posibilidad de encontrar lo que se requiere será mayor) y se encontrarán diferentes opciones que permitirán observar cómo se realiza dicha práctica experimental, el fundamento teórico, el material, el procedimiento y las observaciones a realizar.

En el caso de los laboratorios virtuales interactivos, estos van a encontrarse de diferentes calidades, posibilidades para experimentar y costos. Se pueden encontrar desde gratuitos, pero con opciones limitadas, hasta aquellos más completos pero que tienen un mayor costo (Ciudad Universitaria Virtual de San Isidoro, 2014). Para mostrar algunos ejemplos de su utilización se pueden indicar los siguientes:

• Experimento de química de “destilación simple” en el laboratorio virtual VLabQ. Se cuenta con el marco teórico del tema, el procedimiento que deberá seguirse en el laboratorio virtual y se tiene un apartado de resultados, en el que se da la posibilidad de que el alumno escriba lo obtenido y lo pueda imprimir. Se pueden seleccionar los materiales, recipientes y reactivos a utilizar. Puede observarse el uso de este laboratorio en el siguiente enlace: https:// youtu.be/F66E3N0HzoM.
• Práctica de física de “Fuerzas concurrentes” en el Laboratorio de Física de Krismar Educación. Cuenta con la teoría acerca del tema, el procedimiento a seguir en el laboratorio virtual, variables a medir, el registro de observaciones y resultados, además de preguntas detonantes para motivar la reflexión del alumno, así como la investigación. Para ver la demostración de su uso, se puede consultar: https://youtu. be/prfAV3MycJw
• Práctica de biología sobre la “Preparación y observación de tejidos de la raíz de cebolla al microscopio”, en el laboratorio virtual creado por la Universidad Politécnica de Madrid. En él, a manera de simulación se puede entrar virtualmente al laboratorio, tomar las muestras de

la raíz de cebolla, utilizar una diversidad de reactivos e instrumental de laboratorio y observar al microscopio los tejidos preparados. Puede observarse en: https://youtu.be/ WN5AV34r33s

A continuación, se sugieren los siguientes sitios web en los que se han recopilado simuladores y laboratorios virtuales gratis para diferentes asignaturas y temáticas, para que puedan ser consultados y utilizados por alumnos y profesores:

• Química. https://bit.ly/2X8Z1Ca (CUVSI, 2014)
• Biología. https://bit.ly/2EomB7b (CUVSI, 2014)
• Física. https://bit.ly/30UlfJ7 (CUVSI, 2014)

Desde que las TIC se han hecho cada vez más accesibles, estas han ayudado a mejorar las experiencias de enseñanza-aprendizaje en las asignaturas de las ciencias experimentales.

Además, estas TIC apoyan a los profesores de estas asignaturas por lo que podrían ser consideradas al momento de planear sus secuencias o estrategias didácticas que utilizarán en las clases, para que llamen la atención de los alumnos y se eleve la calidad de sus aprendizajes.

Existen cada vez más recursos digitales y lo importante es que se incorporen y enriquezcan a los programas de estudio de las diferentes asignaturas.

Los laboratorios virtuales son herramientas valiosas que pueden complementar de forma eficaz a los temas vistos en las clases teóricas, con la ventaja de que son accesibles en cualquier momento.