De la clase presencial a la virtual: mis intentos de enseñar física en línea

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Con la aparición de la pandemia de covid19, la USAC cerró el campus desde mediados de marzo de 2020. De la noche a la mañana los profesores tuvimos que improvisar para sustituir el pizarrón y los marcadores por la computadora y el internet.

Este es un recuento de mis intentos iniciales hasta lo que podría ser una forma satisfactoria de dar una clase en línea.

Consideraciones iniciales

  1. Materiales presentes en casa. Si iba a dar clases online tendría que ser con las herramientas que tenía en casa: mi laptop, una cámara fotográfica digital, el teléfono celular y una tableta.
  2. Estilo de la clase. Desde el principio descarté utilizar Zoom y similares. La razón es que no tiene sentido que la clase virtual tenga que imitar a la presencial en todos sus aspectos, sobre todo en tener que citar a los estudiantes a una hora, teniendo la libertad de poder conectarse en cualquier momento. Así que decidí grabar las clases en video (pero no todas, detalles más adelante).
  3. Mi experiencia en cursos online. He tomado algunos cursos en plataformas como Coursera y edX. En dos ocasiones los he finalizado. El más demandante, por estar alejado de mi área de conocimiento, fue un iluminador y fantástico curso de biología molecular en edX con un profesor del MIT. Las clases eran grabadas y se podían ver a la hora que uno quisiera, las veces que fuera necesario. Esto inclinó la balanza al lado de grabar las clases.

Intento 1: fotos y audio

El primer impulso de hacer una clase en línea es colocarse frente a un pizarrón y que la cámara traslade a los estudiantes lo que ya están acostumbrados a ver en el salón de clase. Desventajas: si se hace por streaming (Zoom) y mi internet es lento, los estudiantes van a verme en baja resolución y no van a distinguir lo que escriba en el pizarrón. No digamos si el internet es lento también para el estudiante. La otra desventaja que yo tengo es que no poseo un pizarrón en casa. Por lo tanto esta idea quedó descartada.

Luego pensé en grabarme escribiendo la clase en un cuaderno, como si éste fuera la pizarra. Hice unas pruebas que quedaron desastrosas. Tenía que colocar la cámara entre mi mano y mi cara. Además, la cámara perdía el foco si mi mano pasaba cerca de la lente. Sostener la cámara con la mano limita la libertad para escribir e introduce movimiento distractor. Utilizar un trípode me dejaba la mano en una postura tal que la letra me salía torcida.

Terminé abandonando la idea de grabar el video de esa forma. Lo que hice fue escribir la clase en el cuaderno y fui tomando fotos a medida que avanzaba. Con las fotos (a manera de diapositivas) grabé solamente el audio y uní las fotos con el audio en un editor de video. El resultado fue esta primera clase.

Intento 2: texto en LaTeX

Las fotos de mis notas a mano no me gustaron. La iluminación, la perspectiva innecesaria de la imagen y los colores no me convencieron del todo. Además, el trabajo de edición de video toma una buena cantidad de tiempo.

También intenté usar la tablet para escribir a mano en ella. El resultado fue peor, pues la letra me salía menos legible. Tal vez con un poco de práctica habría mejorado, pero decidí eliminar el factor de escribir a mano totalmente.

Opté por escribir la clase en un documento de LaTeX, que es un sistema de texto científico utilizado ampliamente en física y matemática. Utilicé el estilo extarticle que permite cambiar el tamaño de la letra (a 14pt). También cambié los márgenes para aprovechar más el espacio de la “hoja”. Después de generar el documento en PDF, convertí cada hoja en una imagen con la ayuda las herramientas de ImageMagick en linux. La instrucción en la consola es:

convert -density 300 clase.pdf -quality 90 -alpha remove clase.png

Con estas imágenes ahora grababa el audio de la clase y utilizaba el editor de video para unir ambas cosas y hacer que el texto apareciera conforme iba hablando, tal como en la clase presencial. Como ya dijimos, aunque editar video requiere tiempo, tiene la ventaja de que se puede introducir animaciones como un recurso visual extra. Un ejemplo con animaciones hechas en Gnuplot es esta tercera clase.

Intento 3: video por captura de pantalla

Lo diré una vez más: la edición de video toma tiempo, mucho más de lo que toma desarrollar la clase. Encontré una manera de ahorrarme ese tiempo: grabando el audio y el video simultáneamente. Como la presentación está en la computadora no iba a usar una cámara para grabar la pantalla. Busqué y probé varios programas para captura de pantalla. El que más me gustó fue Kazam en Ubuntu Linux. Kazam permite capturar la pantalla completa, una ventana o una región y se puede usar el cursor del mouse para señalar. Ahora el trabajo es más similar a dar una clase de la forma usual, con la ventaja de que después de grabar el video éste está listo para ser compartido y ya no hay que hacer edición.

Escribí la clase en LaTeX, ahora usando el estilo de presentación beamer con una relación de aspecto de 16:9 en lugar de la tradicional 4:3, para aprovechar el área estándar de la pantalla de video. Utilicé la resolución 960×540 que es la mitad de 1920×1080 o Full HD. Ya que las imágenes son prácticamente estáticas, la mitad de Full HD es suficiente. Para dosificar la información usé la instrucción onslide para que el contenido en pantalla fuera apareciendo en la medida que uno lo va explicando.

Como ya no hay edición de video, el incluir animaciones se puede hacer de forma un poco más rudimentaria: arrastrando la ventana con el video hacia el área de captura. Con este método una animación queda así (la sexta clase de la serie):

Quedé satisfecho con esta modalidad.

Al final de cuentas, hice que las presentaciones con diapositivas en video emularan el detalle con el que uno explica las cosas en la clase. No es el mismo tipo de presentación que se utilizaría en una conferencia.

Complemento al video: clases por escrito

Hay temas que se prestan bien para ser explicados en video, pero otros no tanto. Cuando uno empieza un tema nuevo hay que introducir conceptos e ideas, lo cual se hace con figuras, diagramas o con cálculos que no son muy extensos; la voz del profesor lleva el hilo conductor. Ese tipo de clase queda muy bien en video. Sin embargo también hay clases en donde uno muestra cómo hacer cálculos extensos y con todo detalle. Este tipo de clase queda mejor por escrito, como notas de clase. El fragmento que vemos a continuación es un ejemplo.

Notas de clase explicando con detalle cómo deducir la ecuación de continuidad.

A medida que el curso iba progresando fui alternando clases en video y documentos de notas de clase. La finalidad de las notas no es simplemente resumir o repetir lo que está en el libro de texto, sino enriquecer el documento con elementos tales como:

  1. Agregar los comentarios que uno haría en la clase presencial.
  2. Hacer aclaraciones en los puntos donde puede haber confusión.
  3. Enlazar el tema estudiado con referencias a contenido de otros cursos.
  4. Hacer explícitos los cálculos en donde hay algún truco matemático que no es evidente.
  5. Tratar de despejar las dudas que surjan por ser la primera vez que se calcula una solución complicada.

Juntando el material

La segunda mitad del curso de Mecánica clásica 2 acumuló varias horas de video y 46 páginas de notas de clase distribuidas de la siguiente manera:

Problema de los tres cuerpos

  • Problema restringido de los tres cuerpos, YouTube
  • Análisis gráfico para el problema de los tres cuerpos (tutorial de Gnuplot), PDF

Medio continuo: ondas

  • Ecuación de movimiento de las vibraciones de una cuerda, YouTube
  • Separación de variables para la ecuación de onda, PDF
  • Modos normales y ondas viajeras, YouTube
  • Ondas viajeras, PDF
  • Reflexión de una onda en el extremo de un cuerda, YouTube
  • Observaciones generales de la propagación de ondas, PDF

Medio continuo: fluidos

  • Equilibrio de fluidos, PDF
  • Cinemática de fluidos parte 1, YouTube
  • Cinemática de fluidos parte 2, PDF
  • Ecuaciones de movimiento para un fluido ideal, YouTube
  • Leyes de conservación para el movimiento de un fluido, PDF
  • Flujo estacionario y ondas de choque, YouTube
  • Ondas sonoras y velocidad del sonido, YouTube
  • Vibraciones normales de un fluido en una caja rectangular, PDF
  • Gráfica de modos normales y propagación de una onda sonora en 2 dimensiones, YouTube

Mejoras para el próximo semestre

Al final del curso pregunté a mis estudiantes qué cosas podrían haber sido mejores. Entre sus respuestas estuvo que faltó más interacción y convivencia. Creo que esto se puede lograr haciendo una reunión virtual una vez por semana para aclarar dudas de la clase o de las tareas.

Conclusiones

Preparar una clase en línea toma más tiempo que hacerlo para una clase presencial. Sin mencionar que no todos los profesores están familiarizados con las herramientas necesarias para llevar a cabo dicha labor.

En la modalidad virtual se pierde mucho la interacción entre personas, así como la espontaneidad de hacer preguntas y comentarios. Sin embargo se ganan otras cosas, como la flexibilidad en el horario (en el modo asincrónico) y la posibilidad de ver de nuevo una misma clase (para el estudiante).

Las clases en línea no deberían imitar la clase presencial en todos sus aspectos. Es cierto que la interacción simultánea de profesor y estudiantes es importante, pero tampoco me parece necesario reunirse todos los días a la misma hora para escuchar un streaming donde a veces se pierde el audio o las imágenes son de baja calidad y no se ven con claridad.

El aspecto que queda en la cuerda floja son los exámenes. Siempre existe la posibilidad de la deshonestidad en algunos estudiantes y esto es algo que es difícil controlar a distancia. Me gustaría ver sugerencias o nuevas formas de evaluar para asegurar que un estudiante deshonesto no gane un curso que no domina.

Para terminar

Esta ha sido mi experiencia hasta el momento dando clases virtuales. No ha sido un cambio sencillo. Hacerlo bien requiere de mucho esfuerzo y planificación, lo cual me hace valorar la sencillez y efectividad de pararse en un salón con una pizarra, crear allí en vivo el material visual y las palabras que transmiten el conocimiento.

3 comentarios

  1. Buen post! Yo extraño el pizarrón y el aula, interacción a tiempo real con los estudiantes, sus preguntas, sus ideas… pregunta: cómo manejaste las evaluaciones? Con tiempo límite? Por suerte en mi curso puedo examinar comprensión y análisis de casos… distinto a lo evaluado en física, pero quisiera conocer más experiencias con evaluaciones (claro, no hay receta)

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