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UN PROTOTIPO COMO MEDIO PARA ESTIMULAR EL APRENDIZAJE

Consuelo Bautistaa, J. M. De La Paza, C. C. De La Pazb, E. Vásquezb,


a Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, UNAM, peniques@yahoo.com.mx

b Instituto Politécnico Nacional

PAPIME PE204913



ResumEn

La identificación y cuantificación de analitos para los estudiantes de las carreras de IQ y QFB son de vital importancia en su desempeño laboral, sin embargo puede ser un tema aburrido y poco atractivo, de ahí la necesidad de buscar estrategias alternativas de enseñanza para mejorar el aprendizaje, a través de aprender haciendo.



Es preocupante el abuso del alcohol entre los jóvenes que es la causa de graves trastornos, esto hace que el estudio en el aula de todo lo referente a esta sustancia sea de un alto interés. Por esta razón se propuso diseñar y construir un  dispositivo capaz de identificar la presencia de alcohol en el aliento, como un medio para el aprendizaje de los análisis químicos, con  los alumnos de las carreras de IQ y QFB de la FES-Zaragoza.

Método: se construyó un prototipo de alcoholímetro con materiales económicos que permitieron llevar a cabo la reacción química de oxido-reducción entre el dicromato de potasio en medio ácido y el etanol, obteniendo sulfato de cromo III, el cambio de coloración de amarillo a verde revela la presencia de alcohol en el aliento. Esta misma reacción se llevo a cabo en tubos de ensaye empleando diferentes concentraciones de etanol.

Resultados: se observo a los alumnos más interesados en el análisis químico al lograr construir un dispositivo semejante a un alcoholímetro desechable, las pruebas en tubo con diferentes concentraciones de etanol demostraron que después de 2 minutos la reacción es detectable. Para probar el dispositivo se empleo enjuague bucal a base de etanol el cual también presento reacción.

Conclusión: a través de una problemática social como es el alcoholismo y con la construcción de un dispositivo para la identificación del etanol, fue posible estimular a los jóvenes en el estudio y aprendizaje de los análisis químicos.

1. Introducción

Los cambios ocurridos en los últimos años en el sistema educativo nacional propician la necesidad de la búsqueda de nuevas formas de enseñanza y aprendizaje, para responder a una sociedad en constante transformación en el ámbito científico-tecnológico.

Es importante mencionar que la planeación de un curso no consiste en la distribución de contenidos y actividades en lapsos escolares sin la menor reflexión, sino que su elaboración debe de estar sustentada en teorías de enseñanza-aprendizaje, que orienten la actividad docente en forma permanente y permitan la diversidad de planes de acuerdo a las características de los alumnos, el contexto, el docente, los recursos, la estrategia etc.

De acuerdo con la teoría del aprendizaje significativo éste favorece la adquisición de nuevos conocimientos que puedan estar relacionados con los anteriormente asimilados, ya que éstos actuarán como ideas de anclaje para los nuevos conceptos, que serán más fácilmente comprendidos y retenidos, al construirse sobre elementos claros y estables de la estructura cognitiva.



En definitiva, aprender significativamente es un desafío, un estímulo intelectual que se retroalimenta fomentando algo tan importante en el mundo de hoy como es aprender a aprender (Ballester, 2002). El aprendizaje significativo supone el crecimiento cognitivo del que aprende, un proceso que se acompaña de crecimiento afectivo también, en la medida en que motiva y predispone hacia nuevos aprendizajes.

Basado en estas premisas se diseño una estrategia para que los alumnos de las carreras de IQ y QFB de la Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, aprendan de manera significativa la importancia del análisis para la identificación de sustancias químicas, para lo cual se les plantea el alcoholismo que representa una problemática en el ámbito social, personal, de salud fisiológica y mental. Según la Encuesta Nacional de Adicciones 2011, el porcentaje de hombres dependientes del alcohol es de 10,8%, mientras que el de las mujeres es de 1.8% siendo el grupo de edad de mayor incidencia los que se encuentran entre los 18 a 29 años. Es preocupante el abuso de alcohol entre los jovenes . Por esta razón se propuso diseñar y construir un  dispositivo capaz de identificar la presencia de alcohol en el aliento, como un medio para el aprendizaje de los análisis químicos, partiendo de sus conocimientos previos acerca de las reacciones químicas.


2. TEORÍA

Aprendizaje significativo es hoy y desde hace tiempo lugar común, esa etiqueta de la que profesores, pedagogos, organizadores de la enseñanza y planificadores del currículum echan mano para expresar lo que se supone que el alumnado debe lograr. Pero ¿qué pensamos cuando leemos u oímos “aprendizaje significativo”, ¿con qué asociamos esta idea?,¿y con quién?, ¿cuál es el origen de este constructo que tanto y tanto se usa?, ¿qué se entiende en la actualidad por aprendizaje significativo? Este famoso y manido constructo es la idea central de toda una teoría que lo explica y le da sentido, un referente teórico cuyos fundamentos básicos son muy poco conocidos (Rodríguez, Caballero y Moreira, 2010). Y es precisamente ese desconocimiento de sus principios y condiciones, de la forma de aplicarlo en el aula, lo que justifica que aún hoy los resultados de aprendizaje de nuestros estudiantes sigan siendo poco significativos.



La teoría del aprendizaje significativo La teoría del aprendizaje significativo es la propuesta que hizo David P. Ausubel en 1963 en un contexto en el que, ante el conductismo imperante, se planteó como alternativa un modelo de enseñanza/aprendizaje basado en el descubrimiento, que privilegiaba el activismo y postulaba que se aprende aquello que se descubre. Ausubel entiende que el mecanismo humano de aprendizaje por excelencia para aumentar y preservar los conocimientos es el aprendizaje receptivo significativo, tanto en el aula como en la vida cotidiana Ausubel (1976, 2002). No es necesario, desde este enfoque, descubrirlo todo, es más, es muy lento y poco efectivo.

¿Cómo se caracteriza esta propuesta?¿En qué consiste la aportación ausubeliana? Es una teoría psicológica del aprendizaje en el aula. ¿Qué quiere decir esto? Significa que es un referente que pretende dar cuenta de los mecanismos por los que se lleva a cabo la adquisición y la retención de los grandes cuerpos de significado que se manejan en la escuela. Es una teoría psicológica porque se ocupa de los procesos mismos que el individuo pone en juego para generar su conocimiento; centra la atención en lo que ocurre en el aula cuando los estudiantes aprenden; en la naturaleza de ese aprendizaje; en las condiciones que se requieren para que éste se produzca; en sus resultados y, consecuentemente, en su evaluación (Ausubel, 1976). Es también una teoría de aprendizaje porque ésa es su finalidad, pues aborda todos y cada uno de los elementos, factores, condiciones y tipos que garantizan la adquisición, la asimilación y la retención del contenido que la escuela ofrece al alumnado, de modo que adquiera significado para el mismo. (Rodríguez, 2004 a, 2008). En suma, es una teoría que se ocupa del proceso de construcción de significados por parte de quien aprende, que se constituye como el eje esencial de la enseñanza, dando cuenta de todo aquello que un docente debe contemplar en su tarea de enseñar si lo que pretende es la significatividad de lo que su alumnado aprende. Su finalidad es aportar todo aquello que garantice la adquisición, la asimilación y la retención del contenido que la escuela ofrece a los estudiantes, de manera que éstos puedan atribuirle significado a esos contenidos. Como vemos, la teoría del aprendizaje significativo es mucho más que su constructo central, que es lo que ha trascendido y se ha generalizado.

Éste es el constructo esencial de la teoría que Ausubel postuló; según él, los estudiantes no comienzan su aprendizaje de cero, esto es, como mentes en blanco, sino que aportan a ese proceso de dotación de significados sus experiencias y conocimientos, de tal manera que éstos condicionan aquello que aprenden y, si son explicitados y manipulados adecuadamente, pueden ser aprovechados para mejorar el proceso mismo de aprendizaje y para hacerlo significativo. El papel del docente está, pues, en llevar a cabo esa manipulación de manera efectiva (Moreira, 2000 a).

La consecución de un aprendizaje significativo supone y reclama dos condiciones esenciales:

Actitud potencialmente significativa de aprendizaje de quien aprende, es decir, que haya predisposición para aprender de manera significativa.

Presentación de un material potencialmente significativo. Esto requiere:



  • que el material tenga significado lógico, esto es, que sea potencialmente relacionable con la estructura cognitiva del que aprende, de manera no arbitraria y sustantiva.

  • que existan ideas de anclaje o subsumidores adecuados en el sujeto que permitan la interacción con el material nuevo que se presenta.

Aun contando con la predisposición para aprender y con la utilización de un material lógicamente significativo, no hay aprendizaje significativo si no están presentes en la estructura cognitiva los subsumidores claros, estables y precisos que sirvan de anclaje para la nueva información. El nivel de inclusividad de los subsumidores viene a ser el grado de conceptualización necesario para que el estudiante realice una tarea de aprendizaje concreta (Rodríguez, 2008). Por eso, la variable independiente más importante para que se produzca aprendizaje significativo es la estructura cognitiva del individuo (Ausubel, 1976); de esta idea deriva el más famoso aforismo ausubeliano (1976, pág. 6): “Si tuviese que reducir toda la psicología educativa a un solo principio, enunciaría éste: de todos los factores que influyen en el aprendizaje, el más importante consiste en lo que el alumno ya sabe. Averígüese esto, y enséñese consecuentemente” Para el aprendizaje significativo, el aprendiz no puede ser un receptor pasivo; muy al contrario. Debe hacer uso de los significados que ya internalizó, de modo que pueda captar los significados que los materiales educativos le ofrecen. En ese proceso, al mismo tiempo que está diferenciando progresivamente su estructura cognitiva, está también haciendo reconciliación integradora para poder identificar semejanzas y diferencias, reorganizando su conocimiento. O sea, el aprendiz construye su conocimiento, produce su conocimiento (Moreira, 2005). Se trata, así, de un proceso de construcción progresiva de significaciones y conceptualizaciones, razón por la que este enfoque se enmarca bajo el paradigma o la filosofía constructivista.

El aprendizaje significativo supone cuestionamiento y requiere la implicación personal de quien aprende, es decir, una actitud reflexiva hacia el propio proceso y el contenido objeto de aprendizaje tendente a que nos preguntemos qué queremos aprender, por qué y para qué aprenderlo significativamente. Surge así una nueva aportación, que es su carácter crítico (Moreira, 2000 b, 2005, 2010).

Los “noes” del aprendizaje significativo (Rodríguez, 2004 a y b, 2008), que se exponen a continuación , permitirán a los educadores comprender que es el aprendizaje significativo y como poder lograrlo con sus alumnos:


  • No es posible desarrollar aprendizajes significativos si no se cuenta con una actitud significativa de aprendizaje; sin ésta, el aprendizaje que se produce será repetitivo y mecánico.

  • No se genera tampoco aprendizaje significativo si no están presentes las ideas de anclaje pertinentes en la estructura cognitiva del aprendiz. Es un requisito indispensable sin el cual no hay modo de enlazar las nuevas informaciones con las existentes en la mente de los sujetos.

Aprendizaje significativo no es lo mismo que aprendizaje (que puede ser mecánico) de material lógicamente significativo; no cabe confundir el proceso con el material con el que se realiza. El material tiene que tener significatividad lógica, pero eso no basta. Una vez que el significado potencial se convierte en un contenido cognitivo nuevo para el alumno, como resultado de un aprendizaje significativo, entonces habrá adquirido para él significado psicológico.

  • No se puede desarrollar aprendizaje significativo en el alumnado con una organización del contenido escolar lineal y simplista; significado lógico es una cosa y significado psicológico es otra y no es suficiente la lógica propia de las disciplinas para que se interiorice el conocimiento de manera funcional y significativa.

  • Aprendizaje significativo no es el uso de mapas conceptuales y/o diagramas V; no podemos confundir el proceso en sí con herramientas que pueden facilitarlo o potenciarlo. Lo que interesa es el proceso mental que se lleva a cabo cuando se trabajan estos potentes instrumentos metacognitivos que favorecen la atribución de significados y la conceptualización.

Al rededor del aprendizaje significativo han ido surgiendo algunos mitos que han dificultado su aplicación en el aula. El aprendizaje significativo no se da cuando el alumno se divierte aprendiendo y, de hecho, no se constatan mejores aprendizajes o más significativos con actividades lúdicas. La finalidad del trabajo docente no es entretener al alumnado, sino lograr que aprenda eficaz y significativamente. Ese proceso es también responsabilidad de quien aprende, como Gowin (1981) señala, a quien le corresponde una buena parte del trabajo para lograrlo, pues ha de mostrar una predisposición para aprender significativamente.

Un segundo mito se centra en que se produce aprendizaje significativo cuando los contenidos se adaptan a los intereses del alumnado, lo que nos lleva a la consideración de que no se enseñe aquello que esté fuera del interés de los que aprenden. ¿Quién hace, entonces, la selección del contenido, de la cultura que la escuela debe propiciar? ¿Dejamos esta importante responsabilidad en manos de los gustos o preferencias de aquellos a los que va destinada? Obviamente, el docente debe interesar a los estudiantes en aquello que deberían aprender significativamente y debe, también, generar las condiciones para que eso ocurra (recordemos las propuestas de Novak y de Gowin), pero no son éstos quienes lo seleccionan.

Tampoco es cierto que se produzca aprendizaje significativo cuando el estudiante quiere aprender. Es condición necesaria, como Ausubel plantea, una actitud significativa de aprendizaje, o sea, una predisposición para aprender significativamente, pero no es suficiente. Recordemos que existe otra condición esencial: la presentación de un material potencialmente significativo que, a su vez, supone significado lógico del material y la presencia de los subsumidores relevantes en la estructura cognitiva del que aprende. Por eso, aunque éste quiera, si el docente no hace lo que le corresponde (en esta segunda condición), su alumno no aprenderá de manera significativa.

Erróneo es también equiparar aprendizaje significativo con aplicación de lo aprendido, pues ésta puede ser mecánica, repetitiva o reproductiva simplemente. El aprendizaje significativo, por definición, debe ser transferible a nuevas situaciones y contextos, pero de forma autónoma y productiva por parte de quien aprende.

Después de haber descrito que es el aprendizaje significativo desde la teoría Ausbeliana y las contribuciones de otros autores, así como los mitos que se han creado, podemos decir que el aprendizaje significativo estimula el interés del educando por lo que aprende, el gusto por el conocimiento que la escuela le ofrece. Supone un reto individual y colectivo que propicia satisfacción ante el logro de esos aprendizajes, su significatividad y sus posibilidades de uso, agrado por construirlos y mejora de la autoestima.

Díaz Barriga y Hernández (2002) sugieren como principios para la instrucción derivados de la teoría del aprendizaje significativo los siguientes:

1. El aprendizaje se facilita cuando los contenidos se le presentan al alumno organizados de manera conveniente y siguen una secuencia lógica y psicológica apropiada.

2. Es conveniente delimitar intencionalidades y contenidos de aprendizaje en una progresión continua que respete niveles de inclusividad, abstracción y generalidad.

3. Los contenidos escolares deben presentarse en forma de sistemas conceptuales (esquemas de conocimiento) organizados, interrelacionados y jerarquizados, y no como datos aislados y sin orden.

4. La activación de los conocimientos y experiencias previos que posee el aprendiz en su estructura cognitiva facilitará los procesos de aprendizaje significativo de nuevos materiales de estudio.

5. El establecimiento de “puentes cognitivos” (conceptos e ideas generales que permiten enlazar la estructura cognitiva con el material que se va a aprender) pueden orientar al alumno a detectar las ideas fundamentales, a organizarlas e interpretarlas significativamente.

6. Los contenidos aprendidos significativamente (por recepción o por descubrimiento) serán más estables, menos vulnerables al olvido y permitirán la transferencia de lo aprendido, sobretodo si se trata de conceptos generales e integrados.

7. Puesto que el estudiante en su proceso de aprendizaje, y mediante ciertos mecanismos autorreguladores, puede llegar a controlar eficazmente el ritmo, secuencia y profundidad de sus conductas y procesos de estudio, una de las tareas principales del docente es estimular la motivación y participación activa del sujeto a aumentar la significación potencial de los materiales académicos.

Moreira (2000, 2005, 2010), establece como principios que definen un aprendizaje de esta naturaleza los siguientes:

Aprender que aprendemos a partir de lo que ya sabemos. (Principio del conocimiento previo).

Aprender/enseñar preguntas en lugar de respuestas. (Principio de la interacción social y del cuestionamiento).

Aprender a partir de distintos materiales educativos. (Principio de la no centralidad del libro de texto).

Aprender que somos perceptores y representadores del mundo. (Principio del aprendiz como perceptor/representador).

Aprender que el lenguaje está totalmente involucrado en todos los intentos humanos de percibir la realidad. (Principio del conocimiento como lenguaje).

Aprender que el significado está en las personas, no en las palabras. (Principio de la conciencia semántica).

Aprender que el ser humano aprende corrigiendo sus errores. (Principio del aprendizaje por el error).

Aprender a desaprender, a no usar los conceptos y las estrategias irrelevantes para la sobrevivencia. (Principio del desaprendizaje).

Aprender que las preguntas son instrumentos de percepción y que las definiciones y las metáforas son instrumentos para pensar. (Principio de la incertidumbre del conocimiento).

Aprender a partir de diferentes estrategias de enseñanza. (Principio de la no utilización de la pizarra).

Aprender que simplemente repetir la narrativa de otra persona no estimula la comprensión. (Principio del abandono de la narrativa). 
¿No nos están dando estos principios las pautas de lo que debe ser el trabajo en el aula? ¿No debemos reflexionar al respecto y ser críticos con nosotros mismos? Por ejemplo, ¿Se puede atribuir significados en el aula si lo que se ofrece al estudiante no tiene ninguna relevancia para él? Pérez Gómez (2006, pág. 101) considera aprendizaje relevante como “aquel tipo de aprendizaje significativo que por su sentido e importancia para el individuo provoca inestabilidad cognitiva, conflicto cognitivo, duda e interrogación.

Alcoholímetro

Un alcoholímetro es un tipo especial de instrumento usado para determinar el nivel de alcohol presente en un líquido o gas. Puede por tanto ser usado para medir el porcentaje de alcohol en una bebida alcohólica o para determinar la presencia de alcohol en la sangre o en un gas como el emitido por el aliento. Éstos fueron desarrollados debido al elevado número de accidentes de tráfico y que tiene una relación directa con el excesivo consumo de bebidas alcohólicas en los países de todo el mundo, así como con la llegada de los transportes de alta velocidad y maquinarias complejas se dio prioridad a los test y pruebas de alcohol para vigilar los niveles de alcohol ingeridos por los conductores y sean sancionados cuando superen los niveles decretados por la ley, Asi mismo para disminuir los accidentes laborales, los atrasos, el ausentismo y mejorar el clima laboral, se hizo necesario contar con un elemento práctico y objetivo para medir el grado de sobriedad de los trabajadores.

En la actualidad hay disponibles varios tipos de analizadores de alcohol en el aliento; unos son desechables y otros incluyen monitores de lectura digital que proveen resultados de validez legal. Los primeros dispositivos, utilizados para detectar la presencia de alcohol etílico en el aliento, se basaban en una reacción de óxido-reducción.

El alcohol etílico es una molécula pequeña que se absorbe en el organismo principalmente por el estómago, intestino delgado y el colon. También se absorbe rápidamente por el hígado y posteriormente se distribuye en el agua total del organismo, donde la concentración sanguínea máxima se equilibra con los riñones, hígado, bazo y el cerebro. Generalmente el 2% del alcohol etílico ingerido escapa de la oxidación y es eliminado por aliento (0.7%), orina (0.3%), sudor (0.1%), entre otros. Estas pequeñas cantidades son de gran interés toxicológico, ya que permiten determinar indirectamente el grado eliminación, en sujetos de peso corporal medio (70 kg), se describe como un proceso de orden cero y que ésta se incrementa con la experiencia bebedora (dosis dependiente).

3. PARTE EXPERIMENTAL

Se construyó un alcoholímetro que tiene como base una reacción química de oxido-reducción que permite identificar a través de ésta, la presencia de alcohol en el aliento. Al introducir una muestra de aliento con alcohol en el analizador, se produce un cambio de color del reactivo desde el naranja al azul verdoso, debido a que el etanol contenido en el aliento se oxida hasta ácido acético y el cromo(VI) presente en el reactivo se reduce a cromo(III). La reacción química es la siguiente:

2K2Cr2O7 + 3C2H5OH+ 8H2SO4 2Cr2(SO4) 3 + 2K2SO4 + 3CH3COOH + 11 H2O

Se hizo una prueba inicial en la cámara de Conway con 2 mL de reactivo y 2mL de Etanol y otra empleando tubos de nsaye.



El alcoholímetro se elaboró con materiales económicos y fáciles de conseguir de forma que se mantuvieran las propiedades de los reactivos en un sistema cerrado que permitiera el paso de calor y energía pero no de materia y que permitiera llevar a cabo la reacción de igual manera que en la cámara de Conway Fig 1 y que en el tubo de ensaye Fig 2.

Fig.1 Cámara de Conway sin reaccionar Fig. Pruebas de con diferentes bebidas A una pipeta de traslado recortarle la base del bulbo con unas tijeras de punta de manera que embone con el tapón de hule para tubo de ensaye sin que se deje espacio libre entre ellos.Una vez cortada la pipeta de traslado, antes de embonarla en el tapón de hule, colocarle una copita de fibra de vidrio por dentro, que será la que contenga el reactivo de Dicromato de potasio en medio ácido; una vez colocada la copita de vidrio en la base del tapón de hule, embonar el tapón y el orificio de la pipeta de traslado.Finalmente, colocar un popote pequeño, procurando que quede la punta por dentro de la copa de fibra de vidrio pero sin tocar el reactivo. Fig. 3



Fig. 3 Prototipo del alcoholímetro

Para hacer uso del alcoholímetro, el usuario soplará por el popote instalado aproximadamente de 5 a 10 segundos y deberá verificar después de 2 minutos el cambio de coloración de amarillo a verde, indicando este último la presencia de alcohol en aliento.

Con la cámara de Conway el tiempo de reacción fue de 8 minutos bajo la luz solar, en el caso de las prueba en tubo de ensaye con diferentes bebidas con contenido de alcohol fue de 2 minutos al igual que empleando enjuague bucal empleando el prototipo elaborado.



4. CONCLUSIONES

A través de una problemática social como es el alcoholismo y con la construcción de un dispositivo para la identificación del etanol, fue posible estimular a los jóvenes en el estudio y aprendizaje de la importancia del análisis químicos

Los alumnos son una caja de grandes y maravillosas sorpresas, con una gran disposición por continuar aprendiendo lo único que requieren es un ambiente de aprendizaje lleno de estímulos favorables que tenga como propósito conocer el qué y para qué se está aprendiendo, (un aprendizaje significativo)

Utilizar como referente para el trabajo diario del aula el aprendizaje significativo produce satisfacción en el profesorado que encuentra en este referente una forma de trabajar y que al final escucha a sus alumnos decir “Este trabajo demuestra que se puede educar contra el consumo del alcohol y a la vez enseñar Química, Física y Biología con eficacia”



BIBLIOGRAFÍA

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Implementación y estandarización de un método colorimétrico para la determinación de alcohol etílico en fluidos biológicos (saliva, sangre y orina). UNAM 2002.

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