Animaciones, simulaciones y su uso pedagógico en la enseñanza de la Física (De los Physlets al proyecto Open Source Physics, incluido Easy Java Simulations)

Francisco Esquembre

Universidad de Murcia

Resumen
La charla tiene por objeto presentar, de manera resumida, el trabajo que desde hace cierto tiempo venimos desarrollando, dentro del grupo internacional CoLoS (http://www.colos.org), para crear herramientas basadas en simulaciones interactivas y ponerlas a disposición de profesores de Ciencias en general, y de Física en particular.
A este respecto, debo citar los nombres de los siguientes miembros de este grupo:

• Wolfgang Christian y Mario Belloni del Davidson College, en Carolina del Norte, y Anne J. Cox, del Eckerd College, en Florida, todos ellos en EEUU.
• Fu-Kwun Hwang, de la National Taiwan Nornal University de Taiwán.
• Sebastián Dormido y José Sánchez, de la UNED, España.
• Ernesto Martín, José Miguel Zamarro y yo mismo, en la Universidad de Murcia, España.

El conjunto de herramientas de que disponemos en la actualidad recorre un amplio espectro de potenciales usuarios, que van desde el profesor (posiblemente de enseñanza secundaria) que desea utilizar soluciones llave en mano, a las que quizá haya que modificar levemente para adecuar a sus gustos, a herramientas para los que (probablemente en niveles universitarios) gustan de crear sus propias simulaciones programando los algoritmos. Estas últimas, además, en dos versiones, para usuarios programadores y para los que tienen poca experiencia en programar ordenadores de manera directa.
Además, nuestra aproximación al uso de la tecnología tiene una fuerte componente pedagógica. Aunque, en principio las herramientas pueden usarse en multitud de situaciones pedagógicas, nuestro planteamiento está fuertemente influido por los descubrimientos de la disciplina Investigación en la Enseñanza de la Física (Physics Education Research). Por ello, estamos trabajando en materiales educativos para la Física que, apoyados en nuestras herramientas, aportan material curricular que puede usarse directamente en nuestras aulas. Concretamente, en castellano, hemos terminado recientemente dos libros en la editorial Pearson Educación, bajo el sello Prentice-Hall.
El primero de estos libros "FISLETS. Enseñanza de la Física con material interactivo" por F. Esquembre, E. Martín, W. Christian y M. Belloni, pretende servir para poner al día al profesor de lengua castellana en el mundo de los Physlets, que hemos rebautizado como Fislets, en castellano. Los Fislets, applets de Física, son applets de Java pequeños y flexibles que pueden ser incluidos en documentos distribuidos a través de la World Wide Web y utilizados como eficaz soporte pedagógico para la enseñanza de la Física. Los Fislets permiten diferentes formas de visualización de la información, lo que realza grandemente sus posibilidades didácticas. El estudiante participa activamente en su aprendizaje, utilizando las animaciones de forma interactiva. El libro incluye casi 200 ejemplos, que cubren materias básicas correspondientes a una Física introductoria y también algunos tópicos apropiados para la enseñanza de la Física en primeros cursos de niveles universitarios.
El segundo de los libros, "Creación de Simulaciones Interactivas en Java. Aplicación a la Enseñanza de la Física", por F. Esquembre, es un conjunto de texto y CD-ROM que pretende servir para enseñar a los profesionales y profesores de ciencias a crear sus propias simulaciones interactivas de fenómenos científicos. Tanto para su propio uso, docente o investigador, como para configurar entornos educativos en los que involucre a sus estudiantes en la creación o modificación de modelos bajo su supervisión. El libro incluye una herramienta de software de libre distribución, denominada Easy Java Simulations, especialmente creada para simplifiar esta tarea y enfocada a un amplio sector de profesionales de la Física. Además, el libro, y el CD que lo acompaña, incluyen una buena colección de ejemplos resueltos, explicados paso a paso, y listos para ser usados con los alumnos o para servir de punto de partida para nuevas simulaciones.
Por último, el tercer nivel de usuario, formado por aquéllos que desean programar directamente sus simulaciones a un nivel más bajo, está atendido mediante el código de libre distribución (con licencia Open Source) que conforma lo que denominamos la librería OpenSourcePhysics. Esta librería se encuentra todavía en fase de desarrollo, aunque ya es utilizable, y formará la base de la tercera edición del libro "Simulations in Physics", por Harvey Gould, Jan Tobochnik, y Wolfgang Christian, que verá la luz en 2005.
Todas estas herramientas están basadas en Java. La elección de Java como lenguaje de desarrollo se justifica por su gran aceptación por la comunidad internacional de Internet, y por el hecho de que está soportado por diferentes plataformas de software. Esto significa que las simulaciones que se crean con nuestras herramientas pueden usarse como programas independientes en diferentes sistemas operativos, o ser distribuidas en Internet y ejecutadas en páginas Web por los navegadores más conocidos.