¿Cómo un laboratorio virtual apoya los objetivos de transformación digital de las Instituciones de Educación Superior?

La transformación digital en la educación hace referencia a los cambios organizacionales y pedagógicos que ocurren para implementar y aprovechar nuevas tecnologías que ayudan a proporcionar una educación de mayor calidad al alcance de todos. Por medio de esta transformación, las instituciones educativas pueden satisfacer las crecientes demandas de los estudiantes, los docentes y los campus, al impulsar un entorno de aprendizaje en el que todo está conectado.

El uso de las tecnologías de la información y comunicación que ha traído la cuarta revolución industrial, han impulsado un cambio en el desempeño de la vida académica, en los procesos y desarrollo del aprendizaje y la enseñanza, la forma de investigar y en la forma de transferir resultados a la sociedad, generando nuevos retos y oportunidades que estarán determinados por la capacidad que tengan las instituciones para responder ante los cambios constantes y la generación de nuevas capacidades en la comunidad. Tecnologías como el big data, la computación en la nube, la inteligencia artificial, el IoT (internet de las cosas) y el blockchain, entre otras, están fomentando importantes cambios en la cultura y la mentalidad de las comunidades educativas para transformar el modelo enseñanza-aprendizaje.

Según la más reciente nota técnica del Ministerio de Educación Nacional de Colombia, “Innovación educativa y transformación digital en Educación Superior: una apuesta por el futuro del sector”, la educación superior se enfrenta a desafíos estructurales y competitivos ante los cuales las IES han respondido con la innovación educativa, hecho que fue acelerado por los efectos de la reciente pandemia y que dinamizó los procesos de adquisición y renovación de infraestructura, digitalización de contenidos, creación de programas virtuales y aprendizaje con uso de tecnologías digitales que apenas estaban en curso de experimentación y adopción.

Si bien muchas universidades comenzaron a planificar su transformación digital hace un tiempo, ante la crisis ocasionada por la reciente pandemia se vieron obligadas a transformar de forma acelerada no solo su funcionamiento, sino también la forma en que enseñamos, aprendemos y coordinamos la creación de conocimiento, percibiendo cambios que se esperaba ocurrieran en los próximos cinco o diez años.

Existe un reconocimiento creciente sobre el uso de las tecnologías como habilitadoras del cambio en la práctica educativa y para la integración de modalidades virtuales e híbridas. Una muestra de ello, es la cantidad de programas académicos ofrecidos en modalidad virtual y su positiva preferencia entre una gran cantidad de estudiantes, convirtiendo la transformación digital en parte de las apuestas planteadas por el Plan Nacional de Desarrollo 2018-2022, que busca impulsar una educación superior incluyente y de calidad, generando oportunidades para el acceso a la población.

Una realidad que enfrentan las instituciones educativas es adoptar modelos centrados en los estudiantes de una manera ágil y eficiente. Una tendencia en evolución es la llamada BYOD (bring your own device), donde los alumnos utilizan su propio dispositivo como herramienta de aprendizaje dentro y fuera del aula.

Para dar continuidad a la práctica educativa en el aula, el laboratorio de cómputo se ha convertido en una herramienta fundamental para el desarrollo académico del alumno, lo que ha desencadenado un nuevo desafío para los departamentos de TI al momento de responder rápidamente a los entornos cambiantes de dichos modelos, reenfocando sus actividades de manejo y gestión de la información con infraestructura pensada para los docentes y la comunidad estudiantil.

En las universidades, los entornos educativos se clasifican en dos modelos: 

1. Aulas equipadas con PC´s, un modelo en el que la institución se encarga de preparar el hardware y pre-instalar todo el software utilizado en los ejercicios de clase y los estudiantes comparten los PC, generando altos costos y limitaciones considerables en términos de cobertura para el total de los estudiantes.  

2. BYOD, un modelo en el que cada estudiante trae su propio ordenador al aula. Bajo este esquema, la universidad no necesita preparar PC`s o aulas especiales, sin embargo, aún requiere preparar las redes inalámbricas en todas las aulas. Con este método, los costos son mucho más bajos para la institución, respecto al primer modelo. 

Ambos modelos descritos anteriormente tienen tantas ventajas como desventajas, y no pueden satisfacer todos los requisitos de la clase. En cuanto a los costos que se describen, podemos encontrar los siguientes desafíos: 

• Costo. Mantener un laboratorio físico requiere hacer algunas inversiones: espacio físico para los computadores, mantenimiento del espacio y los equipos, control del clima, iluminación, mobiliario, electricidad, cableado, seguridad y personal permanente para dar soporte a fallos en hardware y software. 

• Disponibilidad. El laboratorio no está disponible siempre, y cuando se encuentra cerrado, los estudiantes no cuentan con las herramientas necesarias para complementar el proyecto de aprendizaje porque el software se encuentra en los equipos, en el caso donde los estudiantes no cuenten con un equipo personal o les es imposible conseguir el software. También debe tenerse en cuenta que si otros estudiantes necesitan los equipos para realizar sus prácticas de laboratorio tendrán que esperar una oportunidad para hacer uso del mismo. 

• Desplazamiento. El desplazamiento de los estudiantes puede verse afectado por factores de movilidad y clima, lo que puede representar un motivo que impida moverse hacia un laboratorio físico. 

• Demanda. La infraestructura actual de los laboratorios de cómputo físicos limita la capacidad de acceso en ciertos períodos del año.  

• Mantenimiento. A pesar de que un laboratorio esté muy bien equipado, no está exento de fallas en hardware, las cuales requieren un tiempo para su identificación y reparación. Mientras tanto, los equipos no se encontrarían disponibles para su uso, ocasionando que los estudiantes no puedan acceder a ellos. 

• Desempeño. Los PC´s con los que cuente la institución, pueden ser unos años más viejos que las máquinas de nueva generación, considerando el tipo de carga al que se someten las máquinas. Equipos mas recientes y con hardware más veloz son críticos para elaborar un proyecto escolar de manera eficaz y sin contratiempos. 

Un laboratorio de cómputo virtual es una solución alternativa al modelo tradicional de laboratorios, a través de la disposición de servicios en nube, una interfaz web y la virtualización de máquinas y/o escritorios que facilitan el acceso simultáneo para múltiples usuarios. Esta implementación brinda beneficios como un bajo costo de operación, elimina la restricción de estar sujeto a un espacio en específico y la necesidad del uso de hardware costoso.

La dinámica de negocio que maneja esta solución es la siguiente: el Docente solicita un laboratorio virtual (o máquina virtual -VM-) con aplicaciones cargadas. La solicitud se realiza mediante un formulario que envía a un Administrador, el cual verifica la solicitud de laboratorios virtuales y crea plantillas que respondan a las necesidades de los docentes con los recursos disponibles. El sistema leerá dichas plantillas y usará los recursos físicos de hardware para crear los laboratorios que serán desplegados a los estudiantes.

Una Infraestructura de Escritorio Virtual (VDI, virtual desktop infrastructure) genera gastos de gestión de TI más bajos y permite nuevas características como escritorios disponibles en cualquier lugar y en cualquier dispositivo. De esta manera, el estudiante tiene acceso a las plataformas y software que son parte de la currícula de la materia en su dispositivo personal con acceso a internet. Esta infraestructura se despliega en una nube donde los servicios se entregan al usuario final por medio de la red universitaria por medio de las debidas credenciales de acceso.

La creciente adopción de laboratorios remotos en la educación da paso al surgimiento de un modelo novedoso de laboratorio como servicio (LaaS - Lab as a Service), como una alternativa que ayuda a hacer un uso eficiente de los recursos de software y hardware de la institución educativa, compartiendo el recurso en los equipos personales de los estudiantes.

El despliegue de este tipo de soluciones garantiza el acceso para miles de estudiantes y cientos de docentes en cualquier lugar o país, permitiendo a la institución expandir sus fronteras e incrementar la cantidad de estudiantes por programa con la misma capacidad instalada.

Más allá del contexto académico, LaaS facilitará la incorporación de laboratorios remotos en el ecosistema de las cosas inteligentes ubicuas que nos rodean, que aumenta cada día con la llegada de la era de la Web de las Cosas (WoT) y la inteligencia artificial. Esto, a su vez, creará nuevas capacidades para el control, la experimentación y el descubrimiento en línea, ya sea en un contexto formal o informal y sin restricciones temporales ni geográficas.