1. Introduccin
La investigacin y el desarrollo de simuladores en el Centro de Investigacin y Desarrollo de Simuladores, con 20 aos de experiencia, ha alcanzado su mxima expresin con la introduccin de estos medios en los procesos docente educativo (PDE) y con los resultados de las investigaciones de su impacto en el aprendizaje. Se ha podido constatar durante el empleo de estos medios en la prctica educativa un nmero significativo de posibilidades como: la seguridad en el cumplimiento de las actividades complejas sin riesgo para la vida, la posibilidad de simular acciones imposibles de provocar en condiciones naturales y el significativo ahorro de recursos que su empleo implica.
De acuerdo con los estudios de diferentes autores (Bern y otros, 2002 y Villota, 2005), los simuladores son el resultado de un proceso de diseo y desarrollo de un modelo computarizado de un sistema, que consiste en la utilizacin de software y hardware para generar aplicaciones que permiten simular situaciones semejantes a la realidad y realizar experimentos con este, con el propsito de entender el comportamiento del sistema o evaluar estrategias con la que este puede operar. Estos medios tienen como caractersticas que los definen las siguientes: son una herramienta confiable que proporciona al usuario la posibilidad de analizar modelos de una amplia variedad de sistemas y les permite experimentar con ellos y tomar decisiones en un contexto controlado y libre de riesgos; permiten acelerar el proceso de aprendizaje; presentan un entorno grfico e interface que facilita la relacin hombre mquina; posibilita la conexin con otros programas, con la ampliacin de la biblioteca de objetos; elimina riesgos como destruccin del material o equipo que se utiliza; los costos elevados por concepto de preparacin; los accidentes de los usuarios en la experimentacin y el entrenamiento, que generalmente se presentan en la interaccin con la realidad; vivenciar y visualizar eventos que en la realidad suceden muy espordicamente, o que representan peligro para la vida, o que no se observan en la realidad y permiten la retroalimentacin inmediata sobre el aprendizaje de los estudiantes.
Las posibilidades de los simuladores son reconocidas tanto a nivel nacional como internacional. Autores como Cabero-Almenara y Costas (2017: 347), consideran que estos medios de enseanza (...) facilitan la realizacin de prcticas y ejercicios por parte de los estudiantes en situaciones controladas de enseanza y con la posibilidad de repetir los ejercicios un nmero elevado de veces.
Aunque son evidentes los resultados de la introduccin de los simuladores en los PDE de las instituciones docentes y de otras entidades, encargadas de dar continuidad a la preparacin de profesionales en nuestro pas, a partir de las ventajas que ofrecen y su efecto en la formacin, perfeccionamiento y sistematizacin de las habilidades profesionales; todava no se lograba el impacto esperado. Ello condujo a profundizar en el estudio de la dinmica entre los componentes de la didctica en los PDE que se desarrollan con los simuladores desarrollados por el Centro de Investigacin y Desarrollo de Simuladores, con la marca comercial SIMPRO y a indagar en la esencia de los fenmenos que se producen para responder a las contradicciones identificadas.
El anlisis de la prctica pedaggica en instituciones docentes cubanas y de los resultados de los informes de diferentes investigaciones (De la Ra, 2005; Herrero, 2006; Balbn, 2006; entre otros), revel que es necesario organizar la dinmica entre los componentes del PDE, profundizar en el estudio de los mtodos de enseanza que se utilizan asociados al empleo de los simuladores, redistribuir el tiempo y el espacio del aprendizaje dentro y fuera de la clase, entre otros aspectos.
Los objetivos que condujeron a la obtencin de los resultados de la investigacin que se presentan en este trabajo son: la implementacin de un modelo de gestin didctica del empleo de los simuladores producidos por SIMPRO, con el fin de crear contextos de aprendizaje de calidad que extraigan el mximo rendimiento a esta tecnologa en beneficio del aprendizaje de los alumnos y la evaluacin del impacto del empleo de los simuladores en el aprendizaje de los alumnos, desde la perspectiva del modelo de gestin didctico que se propone.
2. Materiales y mtodos
Para realizar este estudio experimental se delimitaron cuatro fases de investigacin, que representa grficamente en la figura 1.
La primera fase tuvo como objetivo compartir las lneas de trabajo entre los investigadores y concretar el plan de trabajo a realizar durante la investigacin. En esta primera fase se definieron los objetivos de la investigacin, as como las variables a analizar en cada una de las dimensiones, ellas son: pedaggicas, tcnicas, organizativas y socioculturales.
En la segunda fase se defini la metodologa de recogida de datos, as como la seleccin de la muestra del estudio. Se elabor el cuestionario dirigido a los profesores y a los estudiantes, que se valid mediante la tcnica del Juicio de expertos. En la validacin del cuestionario participaron un grupo de 15 expertos, con una vasta experiencia.
Durante la tercera fase, se implementa el modelo de gestin didctica para el empleo de los simuladores SIMPRO en las instituciones y entidades seleccionadas, posteriormente se aplic el instrumento de recogida de datos: el cuestionario dirigido a los profesores y a los estudiantes seleccionados en la muestra. Con los datos que se obtuvieron del cuestionario se realiz un primer anlisis cuyo resultado sirvi como punto de inicio en el diseo de las cuestiones que se plantearan en los dos grupos de discusin. Posteriormente, en esta fase tuvieron lugar dos grupos de discusin: uno dirigido al profesorado y otro dirigido a los estudiantes, para evaluar el impacto del empleo de los simuladores en el aprendizaje de los alumnos.
Figura 1. Fases de la investigacin
Fuente: Elaboracin propia
La cuarta fase de la investigacin consisti en el anlisis exhaustivo de los datos recogidos en los cuestionarios y en los dos grupos de discusin, con el objetivo de detectar insuficiencias en el modelo de gestin didctica y corregirlas e identificar las necesidades formativas del profesorado y elaborar un plan de accin para mejorar la didctica del empleo de los simuladores por parte del profesorado. En esta ltima fase se presentaron los resultados de la investigacin y el plan de formacin del profesorado, con la finalidad de que se aprobara y autorizara su implantacin definitiva.
Para la realizacin de la investigacin se escogi la poblacin de las instituciones docentes y de entidades de La Habana, que utilizan simuladores SIMPRO para la formacin y preparacin de sus profesionales. El nmero de participantes en el estudio experimental utilizado como muestra fue del 50 % de la poblacin, de los cuales 21 (42 %) pertenecen a instituciones docentes de nivel superior y 29 (58 %) a otras entidades. Podemos sealar que la muestra utilizada en nuestra investigacin ha sido no probabilstica y del tipo de conveniencia o causal, que se basa en la facilidad de acceso por parte del investigador a los individuos que participaron en el estudio. El instrumento de recogida de informacin fue un cuestionario con construccin tipo Likert, conformado por 19 tems con seis opciones de respuestas (MP= Muy positivo/Muy de acuerdo; P= Positivo/De acuerdo; R+= Regular positivo/ Moderadamente de acuerdo; R-= Regular negativo/Moderadamente en desacuerdo; N= Negativo/En desacuerdo; y MN= Muy negativo/Muy en desacuerdo), que pretenden recoger informacin sobre las dimensiones asumidas con las variables siguientes: la primera referida directamente al simulador, valora aspectos tcnicos y estticos (cuatro tems) y factibilidad de utilizacin del modelo de gestin didctico que se propone (siete tems); la segunda destinada a la valoracin del manual de empleo, para la comprensin del funcionamiento del simulador por parte de los usuarios (cinco tems) y a evaluar el impacto del empleo del simulador en el aprendizaje de los alumnos (ocho tems) y la tercera relacionada con la dinmica de los componentes de la didctica para su empleo (ocho tems).
2.1. Realizacin del estudio experimental
El desarrollo del estudio experimental se realiza con un enfoque sistmico, que busca la interaccin de diferentes tipos de variables. En este sentido Conole y Oliver (2007) propusieron un modelo de investigacin donde se pudiera analizar de forma interactiva cuatro grandes tipos de variables: pedaggicas, tcnicas, organizativas y socioculturales, que se asumen y que enmarcan los indicadores anteriormente descritos para esta investigacin.
La fundamentacin terica de las decisiones adoptadas en la investigacin, tanto en lo referido a los aspectos metodolgicos como a la justificacin de las acciones realizadas respecto a la puesta en accin o el diseo utilizado para el empleo de los simuladores encuentran sus bases en el Enfoque dialctico materialista, en la Teora del Enfoque Histrico Cultural y en la Teora de la actividad.
La introduccin de los simuladores SIMPRO en los PDE de las instituciones seleccionadas como muestra tienen varios aos de implementacin por lo que las variables asociadas al efecto novedad, tanto del medio de enseanza como de la dinmica entre los componentes de la didctica, se encuentran bajo control.
Segn el anlisis de los documentos y de os resultados de investigaciones realizadas sobre la introduccin de los simuladores SIMPRO en los PDE, a partir de la construccin del ciclo de sobreexpectacin, estos medios se encuentran en la fase de meseta de productividad, tal como se muestra en la grfica de la madurez, adopcin y aplicacin comercial de cualquier tecnologa, que propone la compaa Gartner (figura 2), y que pone claramente de manifiesto cmo se ha ido desplazando la aceptacin en el empleo de los simuladores SIMPRO en los PDE, cuya admisin, no ha sido nada estable, y ha pasado por diversas fases y momentos.
Figura 2. Grfica de adopcin de los simuladores SIMPRO en los PDE
Fuente: Elaboracin propia
En esta fase los beneficios de los simuladores en el PDE estn ampliamente demostrados y aceptados. Esta tecnologa se vuelve cada vez ms estable y evoluciona en segunda y tercera generacin.
Se asume el hecho de que los contextos donde los simuladores se incorporan, as como las caractersticas psicolgicas y cognitivas de los estudiantes son determinantes de los resultados alcanzados. Ya que las diferencias individuales pueden ir desde los estilos de aprendizaje de los alumnos, sus estilos cognitivos, o su capacidad para la autorregulacin del aprendizaje.
2.1.1. Caractersticas del modelo de gestin didctica para el empleo de los simuladores SIMPRO
El modelo de gestin didctica para el empleo de los simuladores SIMPRO que se implementa en esta investigacin se orienta a transformar los contextos educativos y la prctica docente, y adaptarla a las caractersticas y potencialidades de la tecnologa que se introduce en la enseanza.
Las prcticas y acciones de enseanza estn centradas en el logro de los objetivos curriculares, adaptadas a las potencialidades tcnicas que posee la tecnologa que se incorpora en la enseanza.
La investigacin en el presente estudio experimental no est orientada a compararse con resultados del empleo de los simuladores desde prcticas tradicionales, ni con resultados del empleo de otros medios de enseanza.
Desde su propia estructura los simuladores SIMPRO consideran vital la relacin de la teora con la prctica, para ello posee tres reas que propician dicha vinculacin (figura 3).
Figura 3. Estructura del simulador SIMPRO
Fuente: Elaboracin propia
En el aula de teora se sistematizan y demuestran los conocimientos a partir de lo que se visualiza en el mundo virtual del simulador. Tiene el objetivo de profundizar el nivel terico y de dominio de los procedimientos a cumplir por los alumnos en el simulador. Realizar el anlisis colectivo de las incidencias y elementos de inters durante el cumplimiento de los ejercicios en el simulador.
El rea hemiciclo posibilita atender de forma diferenciada y personalizada las necesidades formativas de los alumnos, preparar a los alumnos en las operaciones propias de la accin que realizarn a continuacin en el simulador y evaluar el nivel de asimilacin del alumno sobre el componente terico de la accin a ejecutar en el simulador.
En el rea prctica del simulador, mientras uno de los alumnos realiza su interaccin con el objeto de aprendizaje simulado, un subgrupo de alumnos observa bajo la gua orientada por el profesor, las acciones que realiza el primero en el simulador y cuando el grupo de alumnos concluye la rotacin de todos los miembros del subgrupo, se lleva a cabo el anlisis de los aciertos y desaciertos de cada uno, dejando que expresen sus experiencias, intercambien, se autoevalen o evalen a sus compaeros.
Referente a la evaluacin del logro de los objetivos docentes por los alumnos, con el empleo de los simuladores, se sigue el procedimiento del anlisis de la calidad de la solucin a los problemas presentados en el ejercicio en el simulador y la complejidad de las acciones efectuadas, evaluacin que puede llevarse a cabo por un ayudante o instructor en el programa, o mediante la evaluacin por pares.
Para la realizacin del estudio experimental se considera que el docente es un elemento clave a la hora de concretar el empleo del simulador en el contexto educativo. l con sus actitudes, creencias, tomas de decisiones sobre el medio, pragmtica de uso y formacin; determinar la concrecin que se haga de esta tecnologa en la enseanza.
Se utilizan agrupamientos flexibles como formas de organizacin del espacio ulico para condicionar el trabajo grupal colaborativo y el desarrollo de mtodos de enseanza que propicien la participacin de los alumnos.
2.1.2. Los instrumentos de recogida de la informacin
Se combinaron tcnicas de recogida de datos de carcter mixto: tcnicas cuantitativas (cuestionarios) y tcnicas cualitativas (grupos de discusin, la tcnica del anlisis de contenido, la observacin y los diarios).
Los cuestionarios se aplicaron al profesorado, tcnicos de laboratorios existentes en las instituciones, a responsables de centros de simuladores en las entidades, a administradores de centros, a investigadores centrados en el rea de la tecnologa educativa y a instructores, los que impartan docencia durante el semestre en el que se realiz la investigacin, y a los alumnos, como informantes para recoger informacin sobre el impacto de las tecnologas en el aprendizaje.
En los grupos de discusin participaron tanto el profesorado como los estudiantes. Los dos grupos de discusin se desarrollaron a partir de temticas vinculadas a las dimensiones y variables en estudio.
La tcnica del anlisis de contenido se emple con la finalidad de la descripcin objetiva, sistemtica, cualitativa y cuantitativa del contenido manifiesto de la comunicacin o en cualquier otra manifestacin de la conducta en el PDE con el empleo de los simuladores.
La observacin y los diarios posibilitaron dar seguimiento a las dimensiones y variables en estudio durante el desarrollo de las clases con el empleo de los simuladores y poder contrastar la informacin obtenida resultado de la aplicacin de los cuestionarios y de la realizacin de los grupos de discusin.
3. Resultados y discusin
Como resultado de la aplicacin de los cuestionarios, en la tercera fase de la investigacin, se valor por el 90 % de los profesores y el 85 % de los alumnos que entre las ventajas del simulador en el PDE se encuentran las siguientes:
Propician un aprendizaje ms consciente, rpido, amplio y duradero porque hay ms sentidos involucrados en el proceso de aprender (la vista, el odo y el tacto).
Permiten la representacin de problemticas profesionales en condiciones de la docencia, de modo que los estudiantes comprueben y refuercen sus conocimientos y habilidades al resolver las tareas que se incluyen en la situacin (modelo), sin las consecuencias negativas que pudieran derivarse de su actuacin directamente en la realidad.
El aprendizaje con simuladores propicia la interaccin hombre - mquina y hombre hombre.
Es una importante va para el intercambio de opiniones y actitudes de los participantes en el trabajo grupal, ya que facilita la autoobservacin y autoevaluacin, as como una retroalimentacin inmediata de la calidad de su actuacin.
Propician la participacin activa del educando, que lo motiva y lo compromete.
Tanto los profesores (96,6 %) como los alumnos (87,7 %) que participaron en el completamiento de los cuestionarios estuvieron de acuerdo en que, para la introduccin del simulador en el PDE, se deben tener en cuenta aspectos como:
El simulador como medio de enseanza ocupa un lugar entre otros medios de enseanza, no los sustituye. Por lo que es necesario determinar los objetivos de su empleo y precisar el momento ideal para su empleo en el aprendizaje.
Su introduccin debe ser a la par de los cambios en el currculo, los programas de estudio y la didctica de las asignaturas para alcanzar los objetivos de su insercin.
Debe ocupar su adecuado lugar en la didctica para su empleo y definir las acciones a ejecutar por los actores del PEE, requeridas en cada momento: preparacin, ejecucin y la discusin y anlisis.
La enseanza con simuladores no sustituye el entrenamiento con medios y en condiciones reales, sino que lo complementa.
Todo lo valorado por los participantes en el estudio experimental, descrito con anterioridad, reafirma la validez de los componentes del modelo de gestin didctica del empleo de los simuladores.
El anlisis de la bibliografa relacionada con la investigacin revela que, entre otras ventajas del empleo de la simulacin dadas por Salas y Aranda (2002), desde el punto de vista del alumno, permite al educando aprender y lo obliga a demostrar lo aprendido, como lo hara en la realidad profesional, obtener durante el ejercicio datos realistas, enfrentar los resultados de investigaciones, intervenciones y maniobras de forma muy parecida a como lo tendra que realizar durante su ejercicio profesional, y autoevaluarse. Acortar los perodos necesarios para aprender y aplicar lo aprendido.
El 90 % de los profesores, que participaron en los grupos de discusin en la cuarta fase de la investigacin, se manifiestan de acuerdo con que se deben definir exigencias pedaggicas al diseo del simulador, entre las que enuncian se encuentran las siguientes:
El simulador debe ser un medio de apoyo al profesor en el diagnstico y evaluacin de lo que es capaz de hacer el estudiante por si solo y lo que es capaz de hacer con la ayuda de otros (diagnstico de la zona de desarrollo prximo ZDP).
Debe ser portador de tareas de diferente complejidad, que permitan trabajar los niveles de desarrollo de los miembros del grupo de aprendizaje colaborativo.
Debe ser portador de saberes e instrumentos propios de nuestra cultura, de nuestras ideas y tradiciones y de las actuales concepciones de la Pedagoga en Cuba.
Debe posibilitar el registro de los resultados y de la actuacin de los estudiantes durante el proceso.
Debe posibilitar el trabajo grupal (la actuacin conjunta, la ayuda mutua, la coordinacin de acciones, la comunicacin grupal).
Debe privilegiar las tareas para la actuacin en pequeos grupos.
El 97,6 % de los participantes en los grupos de discusin del estudio experimental manifiestan consenso en que, durante el empleo del simulador, es necesario:
Tener un objetivo determinado, en correspondencia con el momento del programa de estudio en que se emplea el complejo de simuladores.
Concebir su empleo de manera sistmica y determinar los momentos ms adecuados para su aplicacin, lo que presupone una concatenacin lgica dentro del programa de estudio, que se corresponda con las necesidades de formacin de los alumnos. Aspecto este que se pondera con mucha fuerza por varios autores en la bibliografa consultada, entre ellos (Cabero, 1992: 27) refiere que los medios () no funcionan en el vaco, sino dentro del curriculum, por ello cualquier pretensin de abordarlos que no contemple este espacio decisional, contextual, institucional y pluridimensional, simplemente nos llevar a acumular e introducir nuevos aparatajes en el aula, que ms o menos pronto son olvidados por el profesor y relegados a funciones ldicas y motivadoras.
Ser progresivo, elaborando tareas desde las ms simples hasta las ms complejas en concordancia con la teora de la formacin por etapas de las acciones mentales (FEAM).
Ser creativo en sus programas y ejercicios, definiendo tareas diferentes para los estudiantes, en una misma clase; teniendo en cuenta el desarrollo alcanzado por cada uno y el estado de su zona de desarrollo prximo (ZDP).
Tener presente las diferentes condiciones y caractersticas de las tareas propias de su actividad; en particular la preparacin en las condiciones que no podrn ser reproducidas en el aula o el polgono (condiciones meteorolgicas, situaciones de desastre u otras).
Ser lo ms real posible, lo ms cercano al entorno moderno; buscando que en la solucin de las tareas se tengan en cuenta las caractersticas del desarrollo actual en su especialidad y el desarrollo alcanzado por la sociedad.
Emplear eficazmente el tiempo y los recursos de la mejor manera posible.
Ser flexible, permitiendo que las respuestas de los estudiantes difieran de las esperadas por el profesor, siempre que, en su anlisis, corresponda con una respuesta que satisfaga las problemticas que se plantearon y cumpla con los contenidos (conocimientos tericos, habilidades y valores) requeridos para la solucin del ejercicio.
Ser integrador e interdisciplinario, reflejando en cada ocasin posible la aplicacin integral de contenidos de las diferentes materias del programa de estudio.
Colocar a los alumnos en situaciones prximas a la realidad, mediante casos e incidentes programados simples o complejos.
Se valora en los grupos de discusin que es factible la implementacin del modelo de gestin didctica para el empleo de los simuladores. El 91,5% de los profesores considera que orienta un mejor empleo de las posibilidades que brindan estos medios y condiciona mejores prcticas docentes, desde la diversificacin de los mtodos de enseanza y la estructuracin flexible del entorno de enseanza aprendizaje.
Tanto los profesores (94,4%) como los alumnos (91,2%) valoran de positivo el impacto del empleo de los simuladores en el aprendizaje, en el marco del modelo de gestin didctica de su empleo.
De forma general en ambos grupos de discusin se revela que tanto los profesores como los alumnos estn familiarizados con el empleo de los simuladores.
Estuvieron de acuerdo en que existe interaccin entre los alumnos entre s y con el profesor durante el empleo del simulador, lo que facilit la comprensin del contenido y la asimilacin de las operaciones de la accin con el empleo del simulador.
Se realizaron planteamientos positivos en cuanto a que el empleo de los simuladores facilita la atencin individualizada de las problemticas de los alumnos.
Se revela la existencia de gran variedad de actividades didcticas con mayor potencial para el aprendizaje.
Se pone a disposicin de los alumnos un gran caudal de informacin relacionada con el material de estudio.
Se valora de positivo el empleo de los simuladores para el desarrollo de la iniciativa creadora en los alumnos y el incremento de la participacin activa y la motivacin por la profesin.
El anlisis de las curvas de aprendizaje de los alumnos que participaron en el estudio experimental apunta que los simuladores contribuyen al aprendizaje de los alumnos.
4. Conclusiones
Los resultados obtenidos permiten indicar que se han alcanzado los objetivos de la investigacin, demostrndose que los simuladores SIMPRO, introducidos en diferentes instituciones docentes del pas, posibilitan que los alumnos accedan a situaciones similares a las de su futuro desempeo profesional y permiten, con la ayuda del profesor, vencer las dificultades que surgen en el proceso de resolucin de problemas profesionales.
La implementacin del modelo de gestin didctica del empleo de los simuladores SIMPRO, mediante el estudio experimental revel que condiciona contextos de aprendizaje de calidad que extraen el mximo rendimiento a esta tecnologa en beneficio del aprendizaje de los alumnos.
Los participantes en el estudio experimental valoraron de positivo el impacto del empleo de los simuladores en el aprendizaje, condicionando la dinmica de las relaciones de los componentes del PDE desde la perspectiva del modelo de gestin didctico que se propone.
De la realizacin de los grupos de discusin se puede concluir que el grado de aceptacin del modelo de gestin didctico del empleo de los simuladores fue notablemente positivo, al igual que la valoracin de la dinmica entre los componentes del PDE, que se condiciona a partir de su implementacin.
Del estudio experimental se desprende que, adems de los profesores y expertos en el empleo de los simuladores, los alumnos pueden ser una fuente muy valiosa para la evaluacin de los simuladores, al ofrecer visiones diferentes, pero complementarias para su evaluacin.
Con el dominio adecuado, por parte de los profesores, de los fundamentos tericos y metodolgicos del empleo del modelo de gestin didctico se contribuye a perfeccionar la direccin del PDE para el empleo de las posibilidades de los simuladores, en funcin de la formacin integral de los alumnos, en correspondencia con las aspiraciones planteadas en el Modelo del Profesional.
El presente estudio experimental no consider el anlisis de variables curriculares para normar el empleo de los simuladores, ello fue tema de debate entre los profesores durante el desarrollo del grupo de discusin. Lo que requiere de un anlisis ms profundo y abre una futura lnea de investigacin.
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