Integración de laboratorios virtuales de química para la formación en competencias del área de estudiantes de básica secundaria y media

Las prácticas de laboratorio de química representan un factor clave para la formación en competencias de los estudiantes de educación básica secundaria y media. Dichas prácticas, en su modalidad virtual, se han realizado, entre otras razones, por seguridad de los estudiantes, la posibilidad de repetición de los ejercicios, para ampliar las posibilidades didácticas, por ejemplo, de la educación remota. Para comprender lo anterior, y con base en los objetivos de esta investigación, se analizan las características de los laboratorios virtuales, disponibles y gratuitos para el trabajo en el aula, sus usos en la práctica docente y las estrategias didácticas con que han sido utilizados para la formación en las distintas competencias.
En el estado de la cuestión se consideraron estudios relacionados con la integración de los laboratorios virtuales en un único grado y mediante el uso de un solo simulador, las percepciones de estudiantes y docentes sobre el uso de las herramientas, y la capacitación de los docentes para el uso de las tecnologías de información y comunicación en los laboratorios de química. Consecuentemente, en el marco conceptual se hace una revisión de conceptos como la integración de las tecnologías de información y comunicación en el aula, los laboratorios virtuales, entre los cuales se distinguen y clasifican los simuladores de educación y laboratorios virtuales de química y las estrategias didácticas que se usan para su integración; también, se conceptualizan los procesos de enseñanza y aprendizaje en la asignatura de química, los momentos de la práctica docente en los que se pueden usar laboratorios virtuales y las competencias en las que se puede formar a los estudiantes.
En términos metodológicos, esta investigación se realiza desde un enfoque de métodos mixtos, con una orientación predominantemente cuantitativa, mediante la cual se analizan las características de 13 laboratorios virtuales de química a partir de la aplicación de una matriz de observación. Así mismo, se estudian las prácticas y estrategias didácticas de nueve docentes de química, de distintos países, que usan laboratorios virtuales para la formación en competencias de la asignatura de química en los niveles de básica secundaria y media, esto a través de la aplicación de una encuesta y una entrevista.
En los resultados se evidencia que más del 50 % de los laboratorios virtuales tienen un alto grado de realismo, determinado en función de su nivel de interactividad y de la representación de instrumentos y procesos llevados a cabo en los distintos momentos de la práctica docente: planeación, ejecución y evaluación. Se identifica que en los últimos dos, se encuentra una mayor utilidad. Además, que los docentes los reconocen como una gran herramienta para complementar las prácticas y contrarrestar las dificultades presentadas en los laboratorios presenciales, a fin de mejorar los procesos de aprendizaje de los estudiantes.
Los laboratorios virtuales de química favorecen la formación de competencias procedimentales, epistemológicas, comunicativas y tecnológicas por medio de estrategias didácticas que permiten el aprendizaje autónomo y la toma de decisiones para dar respuesta a un problema planteado. De estas, se destacan como las más relevantes utilizar procedimientos y lenguajes propios de las ciencias, así como elaborar argumentos para proponer soluciones a problemas planteados y el dominio creativo y eficaz de las TIC. Estas competencias responden a la generación del conocimiento científico y dejan en un lugar menos relevante a las relacionadas con el desarrollo de procedimientos y el manejo de los instrumentos y objetos, lo que resulta congruente con el objetivo de la práctica en química.