El desafío de hacer física experimental desde casa

¿Cómo hacer de manera remota el trabajo presencial en el laboratorio?  ¿Es posible interactuar con los equipamientos sin asistir al campus? ¿Cómo motivar a los estudiantes de cátedras experimentales, pese a estar confinados?

Estas preguntas fueron el motor que llevó a un equipo de docentes a desarrollar distintas soluciones que permitieran al Instituto de Física UC seguir fortaleciendo la física experimental durante la pandemia, como parte de los ejes del Plan de Desarrollo de la Facultad.

"Desde un principio existió un gran compromiso de parte de los profesores para que la Facultad siguiera funcionando, independiente de la contingencia. Pero en el caso de los cursos de física experimental hubo un esfuerzo extra, porque la solución más fácil podría haber sido mandar pdf con imágenes, o un set de datos y pedir a los estudiantes que elaboraran informes de cada experimento, sin haberlos visto funcionar. Sin embargo, en cada uno de los cursos se veló porque los estudiantes no perdieran la interacción con el experimento. Y aunque las soluciones parecían imposibles al principio, con mucha dedicación y tiempo, se logró llegar con las distintas experiencias a todos nuestros estudiantes", explica Roberto Rodríguez, director del Instituto de Física.

"(...) En cada uno de los cursos se veló porque los estudiantes no perdieran la interacción con el experimento" -  Roberto Rodríguez, director del Instituto de Física.

El laboratorio en casa

En el caso del curso Física Experimental I y los cursos de laboratorios de servicio, liderados por el profesor Birger Seifert y la encargada de laboratorios docentes, Rosa Bahamondes, se optó por realizar 32 videos pedagógicos de los experimentos. Acompañados de un set de datos, permitían a los estudiantes entender cómo funcionaban cada uno de ellos y aplicar la data en la elaboración de sus informes. Gracias a esta iniciativa, 4.120 estudiantes lograron hacer los cursos experimentales.

En el caso de Física Experimental II, se invirtió en equipamiento y se envió a cada estudiante un kit completo con todos los elementos necesarios para montar el laboratorio en su casa. Las cajas se despacharon a todo Chile. Clase a clase, el profesor Samuel Hevia fue guiando a los estudiantes para que pudieran armar cada uno de los experimentos del curso y luego manipularlos.

Para la alumna Florencia Díaz, recibir su kit en Temuco fue muy emocionante: "Solo con verlo supe que el curso iba a hacer muy entretenido. Imagínense recibir una caja enorme, con equipos a los que uno solo accede en el laboratorio. Lo mejor de todo, es que estaban disponibles para trabajar cuando quisiera. Por ejemplo, yo hice un montaje en la clase, pero no quedé conforme con él.  Lo pensé por unos días, con calma, y se me empezaron a ocurrir formas de hacerlo mejor.  Pude experimentar, obtener otros resultados, y fui modificando y perfeccionando mi propuesta, hasta encontrar una solución que me gustara, por lo que mi informe fue probablemente mucho mejor que el que hubiera logrado formular en una clase de dos horas".

La pandemia permitió acercar al estudiantado al ejercicio real de la física experimental, donde los investigadores se van enfrentando a problemas que deben ir solucionando, a procedimientos que se corrigen múltiples veces, hasta obtener resultados.

“A control remoto”

Otra propuesta innovadora fue desarrollada por el profesor Jerónimo Maze, que en el curso de Física Experimental III, optó por modificar los equipos con los que se hacen los experimentos para que estos pudieran ser controlados de forma remota.

Fue necesario comprar insumos, cambiar configuraciones y agregar motores a equipos que se manipulan manualmente. Además, se desarrolló una serie de softwares e interfaces que permiten a los alumnos ver lo que está pasando en la sala, apretar botones y accionar los distintos experimentos. En este curso se logró realizar experimentos altamente complejos, desde medir el espectro de absorción en moléculas de neón, hasta medir la velocidad de la luz.

Si bien el laboratorio de la cátedra está totalmente vacío, a la hora de clases cobra vida: se prenden las luces de los equipos, los motores de paso empiezan a subir y bajar, se activa la fibra óptica, y los experimentos comienzan a correr y a generar datos aparentemente solos. Desde los computadores encendidos en la sala, se escuchan las conversaciones entusiastas de los alumnos, las risas y la interacción con el profesor.

Manipular remotamente los experimentos exige manejar muy bien la teoría detrás de cada uno de ellos, reforzando el aprendizaje de los estudiantes. Por otro lado, el potencial de esta iniciativa para cualquier investigador experimental, tanto en Chile como en el mundo, es altísimo, ya que sentó las bases para monitorear el laboratorio a distancia.

"La base teórica de nuestros estudiantes es fuerte, pero al centro de cualquier ciencia natural están los experimentos. Al vernos forzados a adaptarnos a la pandemia por Covid 19, hemos desarrollado soluciones, que no solo han motivado a nuestros estudiantes actuales, sino que, a futuro, nos permitirán complementar el trabajo presencial y potenciar la enseñanza de la física experimental", concluye el profesor Roberto Rodríguez.