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El resultado de un análisis realizado sobre las prácticas de laboratorio de Química Inorgánica de la Universidad de Carabobo. El estudio se centró en examinar los objetivos y actividades experimentales de las prácticas, revelando que éstas responden a ser prácticas de verificación, donde todos los pasos están descritos como instrucciones a cumplir sin espacio para la indagación, creación de hipótesis o procesos de pensamiento de alto nivel. El documento discute la importancia de prácticas significativas y heurísticas en el desarrollo continuo y constante de futuros profesionales en cualquier área de las ciencias.
Qué aprenderás
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Fecha de recepción: 7 de julio, 2014. Fecha de aceptación: 10 de diciembre, 2014
ISSN: 0718- 1310
Erika Carrascal Delgado. Universidad de Carabobo. Carabobo, Venezuela. erikacarrascal12@gmail.com
Airam Estrada Esaa. Universidad de Carabobo. Carabobo, Venezuela. betsilia_40@live.com
Cristal Mendoza Monagas. Universidad de Carabobo. Carabobo, Venezuela. mendozacristal29@yahoo.es
Mg. Zenahir Siso Pavón. Departamento de Biología y Química. Universidad de Carabobo Carabobo, Venezuela. zenahirs@gmail.com
PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA INORGÁNICA Y EL PENSAMIENTO CRÍTICO DOCENTE
LABORATORY PRACTICE OF INORGANIC CHEMISTRY AND TEACHER CRITICAL THINKING
Fecha de recepción: 7 de julio, 2014. Fecha de aceptación: 10 de diciembre, 2014
ISSN: 0718- 1310
Introducción
En el proceso de enseñanza y aprendizaje de la Química, la antigua actividad de realizar experimentos y demostraciones siempre ha tenido cierta popularidad, ya sea por su carácter novedoso, curioso o interesante; ya que ha sido a partir de éstas actividades que se han alcanzado numerosos descubrimientos a nivel mundial. Además en el ámbito educativo resultan de gran utilidad para la enseñanza de las ciencias, porque favorecen la consolidación de los conocimientos teóricos que se han enseñado previamente.
En otro orden de ideas, es importante referirse a la importancia del aprendizaje por descubrimiento, o bien procesos heurísticos, al respecto “Boyer, cita una observación de John Dewey: «el verdadero aprendizaje se basa en el descubrimiento guiado por la labor del asesor y no en la transmisión de conocimientos» (Boyer, 1998, p. 15)” (citado por Duch, Groh y Allen, 2006, p.19). Resulta muy valioso el hecho de asesorar y guiar al estudiante para que sea él, protagonista de sus propios aprendizajes. Sin embargo, se sabe que en la enseñanza de las ciencias desde hace décadas ha transcendido su visión educativa para impartir sus conocimientos, desde que se usaba las prácticas de laboratorio de una manera poco productiva, hasta la actualidad, dónde se busca obtener más allá de un aprendizaje significativo, un conocimiento significativo.
Las prácticas de laboratorio otorgan a los estudiantes no solo la oportunidad de comprobar hipótesis y teorías, sino que brindan la ocasión de un obtener un provecho mucho mayor, como lo es entender y tener nociones de cómo trabajan los científicos en los laboratorios, favorecer y promover el aprendizaje de las ciencias, cuestionar saberes, crear nociones de cómo se han realizado diversos descubrimientos, la relación de la ciencia y la sociedad, con la cultura, entre otros. (López y Tamayo, 2012).
La mayoría de las veces la experimentación se usa solo con fines únicos, pero puede ser utilizada con fines múltiples. Osorio (2004) menciona, “la actividad experimental no solo debe ser vista como una herramienta de conocimiento, sino como un instrumento que promueve los objetivos conceptuales, procedimentales y actitudinales que debe incluir cualquier dispositivo pedagógico” (Citado por López, y Tamayo, 2012). A su vez, existen diversos procedimientos importantes para la formación científica que solamente se van a poder aprender mediante la realización de actividades un poco más complejas y más abiertas que las prácticas receta (Instituto Superior de Formación al Profesorado, 2001).
En esta perspectiva, en el presente estudio, se revisaron las prácticas de laboratorio de la cátedra de Química Inorgánica, del Departamento de Biología y Química de la Universidad de Carabobo, con el propósito de caracterizarlas, y de esta manera verificar si la tendencia de las mismas va enfocada a coadyuvar un conocimiento significativo, o sin son meramente de carácter demostrativo, y de verificación de teorías.
Fecha de recepción: 7 de julio, 2014. Fecha de aceptación: 10 de diciembre, 2014
ISSN: 0718- 1310
Lamentablemente se siguen diseñando prácticas de laboratorio que simplemente hacen ciencias.
Sin embargo, se han hecho modificaciones en muchos currículos con la idea de incorporar o mejorar la enseñanza de las ciencias en el ámbito educativo, una muestra de ello, son los contenidos organizados en asignaturas como: Ciencias Naturales, Biología, Física, Química, entre otros. Dichas asignaturas son principales en el currículo del sistema educativo que comprende el subsistema de educación media profesional y diversificada. Por consiguiente, son los estudiantes de secundaria y profesionales estudiosos de la materia los que están con más frecuencias en contacto con la ciencia mediante la aplicación de métodos científicos.
El método científico se define como “la sucesión de pasos que debemos dar para descubrir nuevos conocimientos” (Ernesto y Moguel, 2005, p.26), así como también al estudio sistemático de la naturaleza que incluye las técnicas de observación para racionamientos y la predicción de ideas sobre la experimentación planificada y los métodos para comunicar los resultados experimentales y teóricos. Esto es característico de lo que se lleva a cabo en una ciencia experimental a nivel de laboratorio mediante experimentos demostrativos, tareas experimentales extra clase y prácticas de laboratorio (Siso, Briceño, Álvarez y Arana, 2009) cuando citan a Gómez para explicar que las mismas son diversas tareas experimentales de forma sistemáticas que tienen por objeto lograr que el estudiante crezca a medida que aumenta la riqueza y profundidad del objeto así también como el nivel de asimilación y dominio de la habilidad practicada por parte del sujeto.
Así mismo, el autor manifiesta que las prácticas de laboratorio son concebidas como aquellas dónde el estudiante de forma individual o en pequeños grupos, realiza un experimento en el espacio físico del laboratorio siguiendo un conjunto de instrucciones elaboradas previamente.
Consecuentemente, Reid y Hodson (1993) citan a Salomón (1980) para indicar que los experimentos a menudo necesitan “controles”. Pero, para tener un control, los estudiantes necesitan una idea clara de lo que va a ocurrir. Si no es así, el profesor fija el control, el cual actuará como una pista de lo que va a ocurrir, de tal manera que se domina cualquier factor sorpresa. Por consiguiente, el hecho de que se guie a los estudiantes a través del experimento les avisa de que es probable que suceda algo importante. Por ello, es necesaria la introducción de bases teóricas antes de comenzar el trabajo práctico.
Con base en lo anterior, se determina que este tipo de trabajo práctico dónde se necesitan “controles” se considera tipo receta, Crespo y Álvarez (2001) citados por Siso y colaboradores (2009) lo clasifican por su carácter metodológico de tipo abierto o cerrado. Sin embargo, los mismos hacen mención a otros tipos de práctica, y presentan codificaciones que califican prácticas de laboratorio de Física. Allí, se pueden visualizar el carácter metodológico, los objetivos didácticos, el carácter de realización, y el carácter organizativo docente de las mismas. Cabe
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destacar, que estas clasificaciones pueden ser aplicables a otras áreas de la ciencia, como: la Química.
Fundamentación metodológica
El presente estudio está basado en una investigación documental. Ésta se define como la búsqueda de información, análisis, críticas y recopilaciones de documentos o datos secundarios que se pueden extraer de fuentes audiovisuales, impresas o electrónicas, todo con el propósito de dar inicio a nuevas investigaciones. Según Arias (2012), la investigación de campo o de diseño de campo se define como:
“Un proceso basado en la búsqueda, recuperación, análisis, críticas e interpretación de datos secundarios, es decir, los obtenidos y registrados por otros investigadores en fuentes documentales: impresas, audiovisuales o electrónicas. Como en toda investigación, el propósito de este diseño es aporte de nuevos conocimientos” (p.27).
Por consiguiente se ejecutó un análisis de las prácticas de laboratorio de Química Inorgánica, con el propósito de establecer si las mismas contribuyen al lucro de conocimientos significativos de los estudiantes que las ejecutan, así mismo, se busca observar los procesos cognitivos que intervienen para que el estudiante pueda desarrollarlos posteriormente. Dichos procesos se pueden desarrollar de acuerdo a la clasificación de la investigación elaborada por Crespo y Álvarez (2001). Por esta razón el corpus se implanto en el manual de prácticas de laboratorio de Química Inorgánica cuya autora es la profesora Scarpitto (2008).
Por otro lado, se contempló describir los componentes de las prácticas, tomando en cuenta los criterios de codificación que plantean Crespo y Álvarez, los siguientes son: el carácter metodológico, objetivos didácticos, carácter de realización y organización docente. De esto se tiene el análisis de cada práctica del compendio de la Guía de laboratorio de Química Inorgánica, la fundamentación metodológica se presenta en la tabla adjunta.
Tabla 1. Fundamentación metodológica
Carácter Metodológico Crespo y Álvarez (2001)
Objetivos didácticos
Matriz de análisis según la taxonomía de Bloom (1956)
Carácter de realización Observación en calidad de estudiante. Organización docente
Fuente: Siso y colaboradores (2009).
Para el estudio del carácter metodológico del manual de prácticas de laboratorio de Química Inorgánica, se realizó un análisis sobre la organización de las prácticas según su clasificación, si éstas eran tipo abiertas o cerradas, o semi- abiertas/semi-cerradas; con el objetivo de comprobar si éstas se encuentra en
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Tabla 3. Las prácticas de laboratorio que se realizan en la asignatura de Química Inorgánica I
Fuente: Siso y colaboradores (2009)
Tabla 4. Objetivos y experiencias de las prácticas de Laboratorio ejecutadas en la asignatura Química Inorgánica I
N° Título Objetivos Específicos Experiencias
1
Preparación de peroxiborato de sodio
2
Síntesis del complejo sulfato tetraamin cobre II
Nro. Título
1 Preparación de peroxiborato de sodio
2 Síntesis del complejo sulfato tetraamin cobre II
3 Reacción de reconocimiento de los iones tiosulfato y sulfito
4 Reacciones de los halógenos
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amoniaco concentrado en proporción 1:1, luego con alcohol y éter, y por último se escurre a la trompa hasta sequedad. Mientras se deja reposar el complejo de cobre, realiza los siguientes análisis: Tomar 1mL de solución 0,1N de AgNO 3 y colocarlo en un tubo de ensayo, añadirle 5 mL de HCl. Añadir 10mL de NH 3. Anotar las observaciones.
Reacción de reconocimiento de los iones tiosulfato y sulfito
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Resultados, análisis y conclusiones
La tabla 5 muestra cuantitativamente las formas en las que las prácticas realizadas en la asignatura aprecian al problema particular de estudio y al procedimiento experimental.
Tabla 5. Estructuras de Prácticas desarrolladas en la asignatura de Química Inorgánica I
% de Indicadores frecuencia
Propone el problema explícitamente: redactado en forma interrogativa o planteando una interrogante. 0
100 Propone el problema como una afirmación o hecho a verificar.
0 No aprecia el problema
100 Sugiere un procedimiento experimental en detalle.
Sugiere un procedimiento experimental de manera general.
0
Fuente: García, A (1991)
Con base a lo anterior, se puede visualizar mediante el análisis aplicado al compendio de prácticas de Química Inorgánica, de la FaCE en la Universidad de Carabobo, que las mismas proponen el problema como una afirmación o hecho a verificar además de exponer los procedimientos experimentales como si fuera un instructivo, es decir, indicar consecutivamente los pasos a seguir para obtener el resultado, tipo “receta de cocina” sin dar importancia ni espacio a la indagación, creación de hipótesis y a la comprensión del proceso experimental. Lo planteado sustenta la conjetura de que el laboratorio visto como una “receta de cocina” coarta el aprendizaje del estudiante convirtiéndose así en un reto poco sustancial y estéril para el estudiantado.
Análisis de los objetivos didácticos de las prácticas desarrolladas en Química Inorgánica I
En la tabla 6 se presenta una matriz de análisis para los objetivos establecidos en la práctica 1, 2, 3 y 4 de la Guía de Laboratorio de Química Inorgánica I, la cual se desarrolla semestralmente en la Cátedra de Química Inorgánica I, la tabla relaciona el verbo que indica cada objetivo planteado en dicha práctica con las aspiraciones que el mismo pretende del estudiante, además de un análisis de los verbos, partiendo de la taxonomía de Bloom con el objetivo de determinar los tipos de niveles o dominios de logro que se están potenciando en tales actividades experimentales.
Las prácticas de laboratorio de la guía presentan la siguiente estructura en general: Título, Introducción, Objetivos (General y específico). Puntos de Interés, parte experimental.
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Tabla 6. Análisis de los objetivos didácticos de la primera práctica de la guía de Laboratorio de Química Inorgánica I
Práctica Verbo Aspiración Análisis
Preparación del peroxiborato de sodio
Asociar
El estudiantado debe asociar el comportamiento de los elementos del grupo IIIA mediante la preparación de peroxiborato de sodio
El verbo asociar, corresponde con el objetivo general de la práctica, este pertenece al nivel IV de la taxonomía de Bloom. La asociación es un proceso que se logra una vez que se logra constatar un tema en cuestión, esto implica haberlo conocido, comprendido, aplicado y analizado.
Elaborar
Se pretende que los analistas elaboraren y analicen a escala de laboratorio de peroxiborato de sodio, a partir de la reacción química entre el metaborato de sodio y el peróxido de hidrógeno, en dilución.
A partir de esta sección se inician a trabajar los objetivos específicos, y a juzgar por el orden de los mismos, se irrespeta el orden de la taxonomía de Bloom, ya que se encuentran verbos del nivel V y IV, dos niveles en un solo objetivo, los cuales implican procesos de pensamiento de alto nivel. Se sugiere separar dicho objetivo ya que el primer verbo implica análisis y el segundo un proceso de síntesis; además de tratarse de acciones que implican otros procesos previos como los de los niveles anteriores según la taxonomía. Se puede decir, que este primer objetivo no será alcanzado hasta la última estancia, después de haber concluido la totalidad de la práctica debido a la complejidad que el objetivo implica.
Analizar
También deben analizar el compuesto preparado y compararlo con el peróxido de hidrógeno
Caracterizar
En último lugar deben clasificar cualitativamente algunos compuestos de boro.
Este último objetivo específico, debería haber sido colocado en primer lugar, ya que esta acción implica un proceso de pensamiento del tercer nivel, la aplicación, la cual resulta menos compleja que un proceso de análisis o síntesis. En este sentido, según el orden de prioridad, el orden de los objetivos específicos para
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Tabla 8. Análisis de los objetivos didácticos de la tercera práctica de la guía de Laboratorio de Química Inorgánica I
Practica Verbo Aspiración Análisis
Reacción de reconocimiento de los iones Tiosulfato y Sulfito
Ampliar
Que el estudiante pueda adquirir un mejor conocimiento de lo que son los elementos del grupo (VIA) , a través de la reactividad de tiosulfato de sodio y Sulfito
Como ya se ha mencionado anteriormente, este verbo corresponde al nivel V de la taxonomía de Bloom, y en este caso de igual manera dicho objetivo no será alcanzado hasta tanto el estudiante no haya logrado superar cada uno de niveles anteriores de los procesos de pensamiento de la taxonomía. Por lo que se requerirán más actividades para poder alcanzarlo.
Examinar
Que el estudiante logre examinar comparativamente las reacciones de reconocimiento para tiosulfato de sodio y iones de sulfito
Este verbo pertenece al nivel IV (análisis), como ya se ha indicado, este objetivo para poder ser alcanzado, demandará que el estudiante haya conocido, comprendido, y aplicado para poder examinar las reacciones. Debido a que solo existe un único objetivo además del presente en esta práctica, y no se reflejan procesos de
impliquen comprensión, conocimiento y aplicación. Por lo que debería ser el último objetivo a buscar.
Emplear
Que el estudiante pueda aplicar técnicas de cristalización y filtración de precipitados
Este verbo está ubicado en el nivel III (aplicación), que implica utilizar el conocimiento de la generalización en una nueva situación. Es además el objetivo que refleja un proceso de pensamiento de menor nivel, por lo que se considera que éste debería estar ubicado en primer lugar después del objetivo general (ampliar).
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niveles inferiores se tornará muy complejo que el estudiante pueda alcanzar tales metas.
Tabla 9. Análisis de los objetivos didácticos de la cuarta práctica de la guía de Laboratorio de Química Inorgánica I
Práctica Verbo Aspiración Análisis
Reacciones de los Halógenos
Ampliar
Pretende que mediante la práctica del trabajo experimental se den a conocer otros aspectos omitidos en el desarrollo de la teoría. Además de enriquecer aún más el conocimiento existente sobre los elementos del grupo VIIA de la tabla periódica mediante la reactividad de los iones Cl-^ Br-^ y I-.
Este objetivo está íntimamente relacionado con el nivel I que corresponde al dominio cognoscitivo, se podría sustituir por el verbo “Relacionar” presente en el mismo nivel (conocimiento). Pues, implica tener en cuenta conocimientos activos previos para concatenarlos a otros y así hallar un buen entendimiento del caso. De esta manera se llegaría al resultado de lo que persigue el objetivo general, ampliar conocimiento del estudiante en la química de los elementos del grupo VIIA mediante de la reactividad de los iones Cl-^ Br- y I-.
Evaluar
Que el estudiante además de activar conocimientos previos, contraste fenómenos
emergentes en reacciones de varios ensayos para analizar el comportamiento de los iones CL-^ Br-^ y I-
El verbo utilizado forma parte del último nivel (evaluación). Ciertamente, aun cuando se realizaran formulaciones a juicio personal para evaluar el producto del ensayo, el verbo no expresa puntualmente la aspiración del objetivo, por ello se podría sustituir por el verbo Comparar, ya que el estudiante debe contrastar el comportamiento de los iones Cl-^ Br-^ y I-^ frente al AgNO 3 y agentes oxidantes. El verbo Comparar pertenece al también al último nivel, por tanto, se define con las mismas funciones.
Comparar Que el estudiante a través del experimento
Este objetivo se divide en dos acciones la primera, comparar
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embargo, tales connotaciones se orientaron al nivel 3 y dos de los objetivos al nivel 5 del dominio psicomotor y cognitivo.
En el mismo orden de ideas, fue necesario realizar la misma operación al verbo evaluar y estudiar, que aunque representan un 7,69% de los verbos, no guardan coherencia con la intencionalidad del objetivo, en este caso se asoció con los verbos comparar (pertenecientes al nivel 4) y analizar (nivel 4 del dominio cognitivo).
Para los otros verbos, emplear, 7,69% se posiciona en el nivel tres, relacionado con el dominio psicomotriz, por lo que está orientado a la utilización de destrezas específicas para el logro de la actividad. Consecuentemente, los verbos asociar, analizar y examinar representan un 7,69% esto se relacionaron con el nivel 4 del dominio cognitivo, debido a que el estudiante debe realizar un análisis desde todas las partes de la actividad. Así mismo, los verbos elaborar, (7,69%) sintetizar (7,69%) se distinguen en el nivel 5 del dominio cognoscitivo. Evaluar (7,69%) y comparar (7,69%) se ubican en el último nivel ya que requieren de un estudiante crítico durante el desarrollo de los procedimientos experimentales. Lo anterior sugiere lo siguiente:
Solo 7,69% de los objetivos contemplados en las 4 prácticas de la realización semestral en la asignatura de Química Inorgánica persiguen el dominio cognoscitivo. Además, existe ausencia de objetivos que coadyuvan al proceso de comprensión, ello considerando los elementos necesarios para que el estudiante pueda comprender y explicar el significado de la información.
Como es sabido, el análisis realizado a los verbos contemplados en el compendio de la guía de Prácticas de Laboratorio de la asignatura mencionada, persiguen también la jerarquización de los procesos básicos del pensamiento, pues un individuo no puede entender un concepto si primero no lo recuerda, del mismo modo. No puede aplicar un conocimiento y un concepto si no lo entiende (B, Bloom 1956).
Por otro lado, sólo un 23% está referido a la destreza. La destreza es necesaria en el estudiante ya que permite relacionar las hipótesis evidenciadas en la actividad experimental.
También es menester señalar que el 38, 46% de los verbos presentes en los objetivos fueron sustituidos y el 75% de ellos están planteados irrespetando la estructura jerárquica de los niveles, que ésta va desde lo simple hasta lo más complejo. Situación que conlleva a la confusión cognitiva del estudiante, al mal desarrollo y al incumplimiento de los objeticos, generando de tal manera fracaso en la consolidación e interiorización del contenido o práctica experimental.
Carácter de organización de las Prácticas desarrolladas en la asignatura de Química Inorgánica
Son de carácter metodológico semi-abierto/semi-cerrado, es decir, indican al estudiante los procedimientos a seguir, los instrumentos y sustancias a utilizar; sin embargo, instan a indagar antes y después para constatar la experimentación. Se
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hace mayor presencia del desarrollo y aplicación de destrezas, habilidades en el manejo de los instrumento para verificar el comportamiento de los compuestos conformados por los elementos de dicho estudio, sabiendo esto se puede clasificar desde la perspectiva: objetivos didácticos, como: habilidades y destrezas. Así como también persiguen la verificación. En todos los casos el trabajo es frontal, ya que todos realizan la misma práctica. Organización docente: Temporal.
Referencias bibliográficas
Barbera, O. y Valdéz, P. (1996). El trabajo práctico en la enseñanza de las ciencias: una revisión. Disponible: http://www.upsp.edu.pe/descargas/Docentes/Antonio/revista/01/2/ 6.pdf. Consulta: 2015, Enero 12
Crespo, E. y Álvarez, T., (2001). Clasificación de las Prácticas de Laboratorio de Física. Disponible: http://www.upsp.edu.pe/descargas/Docentes/Antonio/revista/01/2/ 6.pdf. Consulta: 2014, Febrero 20
Duch, B., Groh, S. y Allen, D. (2006). El poder del aprendizaje basado en problemas. Lima: Fondo Editorial de la Pontificia Universidad Católica del Perú
Gallego, A.; Gallego, R.; Pérez, R.; (2008). El contexto histórico didáctico de la institucionalización de la Química como ciencia. Disponible: file:///C:/Users/User/Downloads/EL%20CONTEXTO%20HIST%C3%93RIC O%20DID%C3%81CTICO%20DE%20LA%20INSTITUCIONAINSTIT%C3% 93N%20DE%20LA%20QU%C3%8DMICA%20COMO%20CIENCIA.pdf. Consulta: 2015, Enero 11
García, A (1991) Una Alternativa didáctica para el perfeccionamiento de la formación de habilidades experimentales en los Futuros Licenciados de la carrera física y electrónica. Disponible: http://www.Inder.co.cu/portal/bibvirt/web/trabajo%20Biblioteca%20Virtual/Ar chivos%20Tesis/Tesis%20Amanda%20G%C3%B3mez%20Zoque/Amanda %20G%C3%B3mez%20Zoque.htm.Consulta: 2006, Octubre 25.
Instituto Superior de Formación del profesorado. (2001). La experimentación en la enseñanza de las ciencias. [Libro en línea] Disponible: http://books.google.co.ve/books?id=sw4jfKyXXkwC&pg=PT152&dq=criticas +a+la+ense%C3%B1anza+de+las+ciencias&hl=es&sa=X&ei=Q5N- U_XyMKr88AGVxoG4Bg&ved=0CDIQ6AEwAQ#v=onepage&q=criticas% a%20la%20ense%C3%B1anza%20de%20las%20ciencias&f=false Consulta: 2014, Mayo 21
López, A., Tamayo, O. (2012). Las prácticas de laboratorio en la enseñanza de las ciencias naturales. Revista Latinoamericana de estudios educativos [Revista en línea]. Disponible: