La educación a través de laboratorios es muy importante en el desarrollo de nuestros alumnos, ya que los ayudan a desarrollar habilidades profesionales fundamentales como la resolución de problemas, el diseño de aplicaciones y la identificación de errores. Sin embargo, el uso de laboratorios en educación puede estar limitado sobre todo por el coste de los equipos, el tiempo requerido para realizar la práctica, las posibilidades de hacer desdobles, la supervisión por parte de más de un docente o las infraestructuras. Para reducir estas limitaciones, los profesores buscan en la tecnología otras alternativas que permitan contar con laboratorios más inclusivos, creativos y efectivos. Entre estas alternativas se encuentran los laboratorios virtuales para la educación de las ciencias y la ingeniería, ya que ayudan a los estudiantes a mejorar sus habilidades y conocimientos emulando prácticas de laboratorio reales de forma segura en un ambiente digital. Es decir, pueden practicar y equivocarse sin ningún riesgo.

La simulación de experimentos de física ha permitido el estudio de fenómenos en unas condiciones que serían difíciles, o incluso imposibles, de aplicar en la práctica. Además, posibilita una mejor comprensión de dichos fenómenos, ya que permite incluir elementos gráficos y animaciones en el mismo entorno. Esto, unido al interés de los estudiantes por las nuevas tecnologías favorece un aprendizaje más eficiente y agradable.

Por otro lado, hay que tener en cuenta que los estudiantes adolescentes tienen breves periodos de atención. El uso de simuladores en física puede hacer las clases más divertidas, aumentando la atención y comprensión de los alumnos al mismo tiempo, así como la toma de una gran cantidad de datos con más precisión y en menos tiempo que en una práctica de laboratorio tradicional.

Además de la motivación y el análisis de datos, los simuladores presentan otra serie de ventajas: requieren una menor inversión de recursos, se pueden utilizar de manera remota, permiten modificar los valores de diferentes variables estudiadas y explorar los resultados con más rapidez que un laboratorio tradicional, promueven el pensamiento crítico y ayudan a los estudiantes a comprender conceptos abstractos, pueden repetir el experimento tantas veces como sea necesario y presentan una retroalimentación inmediata.

La semana del 24 al 28 de abril de 2025 los alumnos de 2º A de ESO han utilizado el laboratorio virtual Masas y Resortes de PhET Colorado para resolver varios problemas (dos sesiones). El enlace es el siguiente: https://phet.colorado.edu/sims/html/masses-and-springs/latest/masses-and-springs_es.html. PhET Colorado es una web de la Universidad de Colorado (USA) para simulaciones interactivas divertidas y gratuitas para ciencias y matemáticas, de un nivel que va desde primaria hasta el universitario. Todas las simulaciones son de código abierto y están escritas en Java, Flash o HTLM5.

Para realizar la actividad hemos utilizado los portátiles del aula de referencia. Una vez que los han encendido, han tenido que acceder al Classroom de la asignatura. En el tema Ud 5. LAS FUERZAS, estaba colgado el enlace a la simulación de PhET Colorado que íbamos a utilizar (Masas y Resortes). Hay que mencionar que previamente hemos visto en clase la Ley de Hooke, el peso y la Segunda Ley de Newton y he resuelto problemas en la pizarra. Una vez que han accedido al simulador de PhET Colorado, han aprendido cómo funciona con un ejemplo.

Después he explicado la actividad en diferentes momentos de la sesión, ya que han ido resolviendo los problemas por parejas. Una vez que toda la clase había concluido uno de los ejercicios y lo habían resuelto en un folio, les explicaba el problema siguiente para que utilizasen la simulación y lo resolvieran. Se les han planteado un total de 6 problemas en los que tienen que relacionar la Ley de Hooke y la fuerza del peso correspondiente a diferentes pesas colgadas de un muelle.

En el problema número 1 los alumnos se encontraban en la Tierra (g = 9,8 m/s²), la marca que les indica la constante del resorte se deja por defecto (va desde pequeña a grande, no proporciona un valor numérico). Con la herramienta regla pueden medir la longitud del muelle en reposo y después de colgar una pesa de 300 g. Con estos datos tienen que calcular la constante elástica del resorte.

Una vez que han calculado la constante del resorte, se plantea el problema número 2. Se selecciona el planeta Júpiter (g = 24, 8 m/s²), y la constante elástica como la más grande posible. Se cuelga una pesa de 300 g. De nuevo, tienen que calcular la constante elástica del muelle.

Cuando todos han terminado, se explica el problema 3. La constante elástica del muelle no se modifica, ni tampoco el planeta en el que están (Júpiter). Cuelgan del muelle la pesa de color rojo. Deben calcular su masa. El problema número 4, es igual que el anterior, pero esta vez deben colgar la pesa de color azul y calcular su masa.

En el problema número 5, la constante elástica no cambia (sigue siendo la más grande posible) y cuelgan del muelle una pesa de 300 g, pero esta vez se encuentran en el planeta X. Con los datos del simulador, tienen que calcular la gravedad.

Por último, resuelven el problema número 6. En el planeta X seleccionan que la constante elástica sea la más pequeña posible y cuelgan una pesa de 150 g. Con esos datos y el alargamiento que obtienen midiendo con la regla del simulador, determinan la constante elástica del nuevo muelle.

Al finalizar los ejercicios cada grupo entrega los folios donde han resuelto los 6 problemas y se evalúa el criterio 1.2. correspondiente a la asignatura de Física y Química de 2º de ESO.

De manera general, he observado un mayor nivel de implicación y mejor predisposición de los alumnos en la resolución de problemas de la asignatura.