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¿Cómo mejorar mi práctica docente en la enseñanza de las ciencias naturales? El estado del Arte en la enseñanza de las ciencias en el área metropolitana de Monterrey

 

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Muchas veces los profesores de Biología, de Física y de Química, nos cuestionamos sobre cuál es la esencia de nuestra función; ¿desarrollar las habilidades del pensamiento científico?, ¿seguir las indicaciones de la dirección de la escuela?, ¿cumplir con el programa de ciencias?, ¿atender a los proyectos institucionales derivados de los Consejos Técnicos Escolares?, ¿apoyar el aprendizaje de los alumnos? Pues, sí, debemos cumplir con todos; sin embargo el más importante es el desarrollo de las competencias para la formación científica básica, lo que abre una segunda reflexión, ¿qué tanto se ha avanzado a lo largo de la educación básica en este tema? Estamos de acuerdo en que la responsabilidad recae en una serie de factores diversos, pero también estamos convencidos que si conocemos el estado del arte, llevamos una enorme ventaja para diseñar ambientes de aprendizaje de las ciencias que desarrollen eso que falta en las aulas.

Por otra parte, al inicio del ciclo escolar (año tras año en el mejor de los casos), la mayoría de los profesores estamos preocupados y ocupados por la aplicación de un diagnóstico que oriente las acciones pedagógicas y dé rumbo al tipo de intervenciones que se deben realizar en el aula con los alumnos. Sin embargo, y repensando en las ciencias, ¿serán tan diferentes los alcances de los adolescentes de secundaria en cuanto al avance en la formación científica básica? Nos atrevemos a pensar que no tanto y que podemos encontrar patrones en la construcción de las ideas y los procesos relacionados con el desarrollo del pensamiento científico, que funcionen como base para el diseño de ambientes de aprendizaje. De acuerdo al Programa de la asignatura 2011, la formación científica básica favorece el desarrollo de individuos con la capacidad de  adaptación a una sociedad en constante evolución, aptos para interactuar con los demás sujetos y con los objetos a su alrededor en un contexto cambiante.

Con la intención de apoyar al profesor de ciencias al ofrecer un diagnóstico sobre el grado de avance en los propósitos de la enseñanza de las ciencias y en la implementación de los elementos del enfoque didáctico de especialidad, se realizó un estudio con alumnos de 14 y 15 años en 26 escuelas de distintas regiones educativas correspondientes al área metropolitana de Monterrey (1, 2, 3, 6, 8, 11, 12 y 13), en Nuevo León, aprovechando la oportunidad de las visitas escolares que realizan los estudiantes de profesorado inscritos en la Escuela Normal Superior “Profr. Moisés Sáenz Garza” durante las jornadas de práctica docente desde la asignatura de Opcional 1, del Plan de Estudios 1999. Es de destacar la importante labor que desarrollaron los estudiantes normalistas de los grupos de quinto semestre de las especialidades de Física y de Química en virtud de que apoyaron desde el diseño del instrumento, hasta el análisis de la información y la detección de las problemáticas citadas más adelante.

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El instrumento diagnóstico aplicado consideró siete indicadores con base en las necesidades planteadas en el Programa de la asignatura de Ciencias, sin embargo en esta ocasión mencionaremos solo tres, en virtud de la subjetiva importancia que le damos al proceso de cuestionamiento que encontramos en el programa de asignatura en la modalidad de trabajo de Indagación en la enseñanza de las ciencias; además del intento de destacar a la modelación como proceso con gran potencial para el aprendizaje de las ciencias; y para cerrar nos interesa dar a conocer el nivel de apropiación de los conceptos, debido a que encontramos muy regularmente que el diseño y aplicación de exámenes se concentra en el manejo conceptual en el nivel de recuperación.

  1. Cuestionamiento orientado a la construcción de conocimiento;
  2. construcción y uso de modelos explicativos (funcionales), e
  3. identificación y uso de conceptos propios del conocimiento científico.

A partir del análisis de los datos encontramos:

  • Déficit en la formulación de preguntas orientadas a la construcción de conocimiento científico.

Los resultados muestran dos grandes tendencias, los picos indican que los estudiantes se cuestionan solamente por elementos perceptibles a simple vista, por ejemplo: lugares, momentos, colores, tamaños, formas, entre otras propiedades organolépticas. Y la segunda, identifican preguntas que desenlazan en la construcción de modelos explicativos.

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Es importante señalar la importancia del planteamiento de preguntas en la formación del pensamiento científico, porque orientan las ideas de los adolescentes hacia las variables que luego podrán medir y controlar durante los procesos experimentales. También posibilitan la generación de modelos explicativos al dirigir la búsqueda de información en fuentes bibliográficas y/o meticulosas observaciones.

SUGERENCIA PARA LA INTERVENCIÓN DOCENTE: Permitir a los alumnos un momento inicial de reflexión para generar por lo menos tres preguntas del tipo “¿cómo?”, “¿por qué?”, “¿para qué?” que exigen mayor atención al momento de responderlas. También recomendamos evitar en la medida de lo posible los “¿qué?” que llaman a respuestas descriptivas y de recuperación; pero sobre todo se deben omitir todo tipo de respuestas por parte del profesor, es preferible sumar preguntas.

  •  Incongruencia en la concepción de los modos en que se accede al aprendizaje

 Se evidencia un sinsentido en el uso de modelos funcionales (analógicos) pues los alumnos reconocen la potencialidad que tienen para explicar los fenómenos naturales pero no están conscientes de que les ayudan a aprender, mencionando que solo aprenden leyendo o cuando escuchan al profesor explicar las clases.

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El análisis de los datos muestra dos actividades comunes en las aulas de secundaria en Nuevo León:

  1. los profesores toman un rol protagónico durante las sesiones de Ciencia, logrando que los alumnos se conviertan en dependientes de sus explicaciones magistrales jugando un rol pasivo;
  2. los alumnos refieren conocer la modelación, lo que se convierte en un indicio del trabajo científico, pero no hay conciencia de los procesos del pensamiento científico que se relacionan con las representaciones.

SUGERENCIA PARA LA INTERVENCIÓN DOCENTE: Establecer una secuencia de actividades de modelación que permita al estudiante ser el protagonista de la construcción de sus propios conocimientos, partiendo de cuestionamientos e intereses personales (de nada sirve que el profesor establezca las preguntas iniciales). En el momento en que el alumno instintivamente recurra al profesor para recuperar su rol pasivo (su área de confort), el docente está tentado a dar respuestas (también su costumbre y área de confort), lo que debe evitar. En su lugar puede colaborar con el alumno para formular mejores o nuevas preguntas que le permitan enfrentar la situación o fenómeno estudiado. Se debe tener presente que la recurrente falla en la comprensión de los estudiantes se puede atribuir a que los maestros explican constantemente lo mismo sin que los alumnos atiendan. La idea es participar en la finalización con el imaginario de la escuela tradicional, para convertir el aula en una comunidad de aprendizaje ocupada de su relación con el contexto, la sociedad y la búsqueda del conocimiento.

  • Alto grado de nivel recuperación conceptual, pero falta de comprensión al diversificar las variables.

Como última aportación en este texto, debemos reconocer que los estudiantes dominan contenidos en el nivel de recuperación, así pueden recordar la definición de fotosíntesis, densidad, reflexión, reproducción, crecimiento entre otros, sin embargo se complica la comprensión, al intervenir variables de cambio.

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En las gráficas puede observarse que la puntas corresponden con el reconocimiento de un concepto en el nivel de recuperación (memorístico); pero cuando se trata de un concepto en el nivel de comprensión basan su explicación en criterios que no corresponden con variables que sí alteran los resultados, por ejemplo creen que la forma del arcoíris se debe a la forma de la Tierra, o que el cambio de temperatura afecta directamente al volumen y al mismo tiempo a la densidad de los fluidos.

SUGERENCIA PARA LA INTERVENCIÓN DOCENTE: La sugerencia es abordar los contenidos en contextos de cambio, mientras se da el reconocimiento de la afectación de las variables en función de diferentes condiciones, por ejemplo la relación entre la presión, la densidad y la temperatura; y todas estas con la velocidad de las reacciones químicas. Sin duda el reto es muy grande para el profesor de ciencias, sobre todo en el dominio conceptual. AL mismo tiempo estamos de acuerdo con la importancia de la memorización, pero es momento de trascender a ella y caer en la comprensión que involucra establecer relaciones, caracterizar cualidades o jerarquizar el orden.

 

Entre las reflexiones que dejan los resultados están:

¿Qué tan difícil es convertir el aula de ciencias en un espacio para que los estudiantes jueguen un rol activo pleno?

¿En qué medida estaremos dispuestos a cambiar las condiciones en el aula para alcanzar ambientes de aprendizaje efectivo?

¿Cuándo estaremos preparados para evitar dar respuestas elaboradas  y dejar pensar/inquirir al alumno en torno a los fenómenos que lo rodean?

¿Por qué existe la resistencia del profesorado a dejar el rol protagónico durante las clases y permitir la diversificación de las ideas estudiadas?

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¿Y cuál problema atiendo desde la enseñanza de las ciencias? La importancia de la evaluación diagnóstica para la elaboración del DR de la LES.

Cómo detectar una problemática en el aprendizaje de las ciencias.

Año tras año, los estudiantes de Licenciatura en Educación Secundaria (LES), se enfrentan al que según ellos es el “gran reto” de su carrera; la elaboración del Documento Recepcional. Sin embargo no es considerado el fin último de la LES, sino un ensayo de carácter analítico y explicativo[1] que favorece la reflexión y la argumentación. El verdadero reto es atender de forma comprometida a los adolescentes de secundaria, pensar y repensar en el diseño de las mejores estrategias para lograr el aprendizaje de los alumnos y evaluar con enfoque formativo; luego plasmar todo por escrito. En concreto el proceso se puede reducir al ciclo intención-acción-reflexión, cuyo inicio se da en la identificación del problema educativo.

Análogamente un problema puede entenderse como la bifurcación de un camino, en el que la toma de decisiones debe estar acompañada de una buena cantidad de intencionalidad. En el rubro educativo mexicano, los problemas en el plano intelectivo se acotan a la falta de comprensión de textos escritos y el pobre nivel en las habilidades lógico matemáticas. Sin embargo, si ampliamos el abanico de posibilidades encontramos deficiencias en los ámbitos axiológicos, emocionales, afectivos y de interacción. La enseñanza de las ciencias también exhibe ciertas debilidades[2], por ejemplo las creencias en fenómenos sobrenaturales o mitos religiosos debido a la falta de actitud escéptica informada y débil pensamiento crítico.

Para efectos de operatividad, nos centraremos en las posibles debilidades en el ámbito escolar, relacionadas con la normatividad para la enseñanza de las ciencias en nuestro país. El programa de asignatura establece un mismo enfoque para el manejo de las ciencias durante los tres años de escolaridad secundaria y responde a preguntas como, ¿qué nos distingue de las otras áreas del conocimiento?, ¿cómo debemos abordar la enseñanza de las ciencias en el aula? El Programa establece que los adolescentes deben ampliar gradualmente sus habilidades para representar e interpretar los fenómenos y procesos naturales[3]. En dos palabras es vivencial y fenomenológico. Los alumnos, ¿estarán acostumbrados a trabajar de esa manera?; puede ser un buen inicio, evaluar tu propia práctica docente y alinearse a las condiciones normativas.

Si vamos a evaluar algo al inicio de la atención al adolescente, que sea el grado de alcance de los propósitos para el estudio de las ciencias en educación básica. Evita centrar la evaluación diagnóstica en el manejo de contenidos, recuerda que no es lo que se espera, sino la comprensión de los procesos y fenómenos biológicos, físicos y químicos. La detección del problema tiene como base el cotejo de la realidad en la escuela secundaria con el cumplimiento de los propósitos de las ciencias en la escuela secundaria y con el alcance de las habilidades, actitudes y valores de la formación científica básica. En concreto revisa las páginas 13, 14, 21 y 22 del Programa de la asignatura para centrar tu atención en la identificación del logro de los propósitos y el enfoque. Otra recomendación es utilizar los estándares curriculares para plantear preguntas y elaborar otros instrumentos.

Es importante señalar la importancia de la triangulación de resultados de distintos instrumentos de indagación para la identificación de la problemática que atenderán, así que encuentra el problema que coincida entre los materiales elaborados (mínimo tres). El diseño de la recogida de datos es de gran relevancia para un proceso intencionado, así que piensa muy bien en qué tipo de información necesitas. La base de todos los instrumentos es la pregunta, así que en principio debes desarrollar la habilidad para cuestionar todo (sugerencia para descargar: https://www.criticalthinking.org/resources/PDF/SP-AskingQuestions.pdf)

Si la respuesta que esperas…

  • es dicotómica (sí o no), la mejor herramienta es la lista de cotejo, por ejemplo al revisar los tipos de actividades en un cuaderno de trabajo de algún alumno, ¿elabora mapas conceptuales?, ¿maneja diagramas heurísticos? También es ideal para evaluar un proceso algorítmico. Es un instrumento potente para la evaluación y análisis del desempeño[4].
  • es una opinión cerrada del tipo “totalmente de acuerdo/desacuerdo”, puedes utilizar una escala estimativa o una encuesta. Para elaborar la escala debes considerar la opinión neutral (al centro), así que selecciona una escala con un número impar de opciones. Ideal para identificar los gustos y/o necesidades de los estudiantes. La encuesta se basa en un cuestionario, que puede medir la magnitud de un fenómeno social o su relación con otros[5]. Aquí un ejemplo

http://www2.sepdf.gob.mx/equidad/comunidad_escolar/directivos/planeacion/curriculum/cuestionario.pdf

  • es de opinión abierta, entrevista a los alumnos con base en un cuestionario es lo más pertinente. Considera la opción de videograbar grupos de cinco a seis alumnos para un análisis más cercano a la realidad. También es recomendable entrevistar a los profesores de la escuela y/o al tutor.
  • es un indicador del proceso de interacción en el aula se puede obtener mediante el diseño de una guía de observación basada en los estándares curriculares dirigidos a las aplicaciones del conocimiento científico y la tecnología, las habilidades asociadas a la ciencia y las actitudes asociadas a la ciencia. Revisa las páginas 18 y 19 del Programa.
  • es una especificación o una definición operacional, una prueba escrita de opción múltiple es muy recomendable. El diseño del instrumento debe ser muy cuidadoso y cumplir con las condiciones de confiabilidad, equidad, pertinencia y objetividad[6]. Cada reactivo debe tener claridad, validez y ponderación de acuerdo con los niveles taxonómicos.
  • es un nivel de desempeño deberás diseñar una rúbrica, considerando una escala valoral descriptiva, numérica o alfabética, relacionada con el nivel de logro. Se recomienda para procesos de desarrollo de competencias y puede contemplar un espacio para realizar observaciones o sugerencias.

En el último año de formación inicial docente, se les encomienda la responsabilidad de realizar su práctica docente en contextos reales por medio ciclo escolar, distribuido en varios periodos. Es impensable reflexionar sobre la práctica sin práctica, ¿no lo creen? Entendamos como punto de partida que somos estudiantes y nuestro proceso es un tanto diferente al del profesor titular, así que debemos olvidar compararnos con ellos. Mejor aprovechemos el tiempo en apropiarnos de aquellas buenas prácticas que se relacionen directamente con el trabajo profesional de calidad.

Conocer las necesidades de los alumnos mediante el diseño e implementación de instrumentos de indagación como: listas de cotejo, escalas estimativas, rúbricas, pruebas escritas (abiertas, cerradas, mixtas), cuestionarios, guion de observación, entrevistas (individuales o grupos focales) con base en las características del Plan de Estudios 2011 y el Programa de la asignatura que cubre tu especialidad, permite centrar tu atención en la atención a los alumnos con respecto a las condiciones plasmadas en los documentos normativos. Una alternativa es utilizar instrumentos ya diseñados, con la premisa de que son inmutables. los tipos de aprendizaje[7] presentes entre los alumnos atendidos.

No pierdas de vista ser consciente y estratégico en el diseño de la propuesta didáctica

                   

                ¡gestiona un ambiente de aprendizaje en el aula[8]!

para saber más

Campoy, T. y Gomes, E. (2009). Técnicas e instrumentos cualitativos de recogida de datos. Disponible en: http://www2.unifap.br/gtea/wp-content/uploads/2011/10/T_cnicas-e-instrumentos-cualitativos-de-recogida-de-datos1.pdf

Pérez, F. (2005). La entrevista como técnica de investigación social. Fundamentos teóricos, técnicos y metodológicos Disponible en:

http://www2.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1316-74802005000100010

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[1][1] Secretaría de Educación Pública [SEP]. (2002). Orientaciones académicas para la elaboración del documento Recepcional. Disponible en http://www.cbeneq.edu.mx/Secretaria%20Academica/doc_recep.pdf

[2] SEP (2011).Las Ciencias Naturales en Educación Básica: formación de la ciudadanía para el siglo XXI. Disponible en: http://www2.sepdf.gob.mx/proesa/archivos/biblioteca_linea/las%20_ciencias_naturales_educacion_basica.pdf

[3] SEP (2011). Programas de estudio 2011. Guía para el maestro. Educación Básica. Secundaria. Ciencias. Disponible en: http://basica.sep.gob.mx/reformaintegral/sitio/pdf/secundaria/plan/CienciasSec11.pdf

[4] SEP (2013). La evaluación en la escuela. Disponible en: http://www2.sepdf.gob.mx/formacion_continua/antologias/archivos-2014/SEP220021.pdf

[5] Fernández, L (2007). ¿Cómo se elabora un cuestionario? Disponible en: http://www.ub.edu/ice/recerca/pdf/ficha8-cast.pdf

[6] Centro Nacional de Evaluación para la Educación Superior [CENEVAL]. (2013). Lineamientos para la construcción de reactivos de opción múltiple. Disponible en http://es.slideshare.net/VladimirMartinez9/ceneval-52319657

[7] Bahamón, M., Vianchá, M., Alarcón, L., Bahórquez, C. (2012). Estilos y estrategias de aprendizaje: una revisión empírica y conceptual de los últimos diez años de pensamiento psicológico. Disponible en http://www.redalyc.org/pdf/801/80124028009.pdf

[8] Maciel, C. (2003). La investigación-acción como estrategia de aprendizaje en la formación inicial del profesorado. Disponible en http://www.rieoei.org/rie33a05.htm

Construir conocimiento científico en aulas de Secundaria

A pesar de negarnos a aceptar la existencia de conocimientos accidentales debido a la necesidad de llevar las experiencias hasta el plano de la conciencia; debemos admitir que existen conocimientos banales. La cotidianeidad está bordeada por saberes insustanciales que merodean constantemente y que distraen la actividad intelectual reflexiva, a tal grado que llegan a convertirse en referencias incuestionables y dogmáticas. Estos han existido a través del tiempo y se mantienen gracias a la falta de actitud inquisitiva ante lo que se escucha o lo que se lee, aceptando todo como verdades absolutas. Afortunadamente la curiosidad humana nos lleva de la mano a descubrir, mediante la observación y la exploración, nuevos conocimientos, considerados por Martínez[1] como entes con características propias como la posibilidad de ser verificables y metódicos dentro de un encuadre idiográfico.

El conocimiento científico es un cuerpo de ideas producidas por el mismo hombre, con toda la imperfección natural del mismo, pero alcanzado de manera tal que le exige raciocinio, objetividad, reproducibilidad y verificabilidad que lo hacen falible y por lo tanto perfectible. Bunge[2] caracteriza este tipo de conocimiento como fáctico porque se limita a los hechos; se originan en el sujeto y a él vuelven cuando los explica. Aunque consideramos que va más allá de la simple experiencia pues lo posibilita para construir nuevos hechos. El autor admite que los datos empíricos son fundados en teorías preconcebidas cualitativas o cuantitativas, no obstante considera al análisis de los mismos como el proceso básico de la ciencia, así se racionaliza la experiencia y se deslinda de los preceptos, dando origen a los nuevos conceptos.

Sin embargo, la construcción del conocimiento científico involucra más procesos que el análisis; no concebimos un conocimiento si no es comunicado. Es importante la claridad y la precisión como sus cualidades inmanentes, para conseguir el entendimiento en la interacción social o simplemente en el registro de mediciones obtenidas durante la observación de los fenómenos naturales. Es así que los procesos comunicativos toman relevancia al hablar de conocimiento científico. Por otra parte ambas condiciones de la comunicación son indispensables durante la formulación de problemas y la elaboración de hipótesis, además, en lo ulterior permite la verificación independiente de quien lo examine.

La experimentación es otro proceso interesante en la construcción del conocimiento científico pues permite hacer cambios en las variables. Durante el proceso,  el sujeto interactúa directamente con el fenómeno estudiado aislando y controlando los factores que pueden afectar el desarrollo de la examinación, de tal forma que le habilita para verificar o falsar las hipótesis planteadas. Este paso provee la verificalidad que en palabras de Bunge “es la esencia del conocimiento objetivo” (p.16). Un detalle que no podemos obviar es el tránsito planeado que se debe presentar en la construcción de la ciencia; este elemento hace sistemática la construcción del conocimiento científico debido a que la planeación da sentido, coherencia y conexión a las ideas de forma lógica.

Como puede percibirse, detrás de la construcción del conocimiento científico existen una serie de procesos que lo vuelven una actividad racional, y que, a pesar de ser una construcción subjetiva, intenta mediante la posibilidad de ser reconstruido y verificado transcender hacia lo objetivo. Debemos recordar que algunas veces se dificulta su construcción, principalmente en la ausencia de objetos de estudio, como en la lógica y las matemáticas donde los constructos abstractos se convierten en dichos objetos, en los que entra la interpretación. Sin embargo, vemos en las ciencias naturales la oportunidad de alcanzar la objetividad en la medida que nos aproximamos al conocimiento de los fenómenos analizados y acercamos a la verdad fáctica.

Es innegable que esa verdad de hecho es un invento del hombre, por lo tanto está muy lejana de ser estática e intemporal. Para Pozo y Gómez[3], el conocimiento científico está determinado por la época y el tipo de sociedad, por ende su construcción es social y en muchas veces lo que se construye son simulaciones o modelos en vista de la imposibilidad de experimentar. Un ejemplo es la noción de átomo, de muón, de quark, en los refiere a las ciencias naturales. Con esta cualidad, su construcción es dinámica y perecedera. Marquès[4] establece que:

la ciencia no debe perseguir la iliusoria meta de que sus respuestas sean definitivas, ni siquiera probables; antes bien su avance se encamina hacia una finalidad infinita: la de descubrir incesantemente problemas nuevos, más profundos, más generales y justificar nuestras respuestas al respecto.

Puede apreciarse que la construcción del conocimiento científico está en un constante cambio, lo que nos lleva a cuestionarnos, ¿qué se debe trabajar en una clase de ciencias? Al enseñar ciencias se debe partir de la premisa que los saberes científicos son provisionales y que cada uno tiene una naturaleza histórica y social, que también se ve afectada por el desarrollo científico.  Pozo y Gómez, nos recuerdan que también se hacen presentes en la evolución tecnológica. Nuestras reflexiones se dirigen hacia la negación de enseñar saberes acabados y objetivos, y van más hacia la modelización de procesos de construcción de conocimiento científico. Tenemos claridad de que nuestra función docente está muy distante de formar científicos, pero sí de proveer al estudiante de herramientas intelectivas, que le den un espíritu científico a su diario acontecer para plantear interrogantes que quizá jamás se había planteado, buscar respuestas donde nunca las había buscado, y comunicar experiencias propias de manera inteligible.

Así nuestra propuesta se perfila desde el plano cualitativo, fenomenológico, holístico e inevitablemente subjetivo. Parece colisionar con los apuntes de Bunge, pero de ninguna manera intentamos esto. Al contrario las cualidades de ser sistemático, racional, confiable, verificable y comunicable son cumplidas por un estudiante de secundaria sin caer en lo rigurosamente medible y cuantitativo, donde el control y los resultados son valorados excesivamente y resulta en estudios particulares, más próxima a la propuesta de Marquès.

[1] Martínez, M. (Diciembre de 2006). Conocimiento científico general y conocimiento ordinario. Recuperado el 13 de Enero de 2010, de Cinta de Moebio: http://www.facso.uchile.cl/publicaciones/moebio/27/martinez.pdf

[2]Bunge, M. (1981). La ciencia, su método y su filosofía. Buenos Aires: Ediciones Siglo XX.

[3] Pozo, J. y Gómez, M. (2004). Aprender y enseñar ciencia. Cuarta Edición. Madrid: Morata.

[4] Marquès, P. (1999). Conocimiento científico: ciencia y tecnología. Recuperado el 12 de Enero de 2010, de Pangea.org: http://www.pangea.org/peremarques/uabcienc.htm