LOS APPLETS INTERACTIVOS EN LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE FISICA ¿QUE OPINAN LOS ESTUDIANTES UNIVERSITARIOS DE PRIMER CURSO?
Autora: Mª. Amada
Rodríguez Gutiérrez
Síntesis:
En este trabajo de investigación se realiza una
experiencia de implementación del uso de Internet en los estudios de Física de
primer curso de los estudios de Ingeniería Técnica Industrial en el curso
académico 2004-05. Dicha implementación se hace mediante la navegación en una
página Web con múltiples applets interactivos de gran calidad. También se hace
un chequeo de los estilos de aprendizaje de los alumnos según el cuestionario
Honey-Alonso. Con todo ello se quiere saber que valoración hacen los alumnos
sobre la utilización de las TIC en una materia como física y si hay relación
entre el estilo de aprendizaje y el uso de nuevas tecnologías para aprender.
Descriptores
Didáctica de la Física
aprendizaje mediante applets interactivos, Internet, Estilos de aprendizaje y
Tecnología Educativa.
1 Introducción
y justificación de la investigación
Los profesores de Física General de
primer curso de las Escuelas Técnicas y de las Facultades de Ciencias vemos con
alarma como cada año nuestra asignatura se hace más difícil para los alumnos y
el fracaso escolar en esta materia esta alcanzando límites alarmantes. Los
estudiantes no están preparados para esta asignatura y ellos mismos confiesan
que no la han escogido en segundo de bachillerato por su dificultad, aun siendo
conscientes de que al entrar en la Universidad y en los estudios anteriormente
mencionados se van a encontrar con esta asignatura que es básica para los
cursos sucesivos.
En física además de la dificultad
propia de esta ciencia, los alumnos se encuentran con la dificultad añadida de
las matemáticas ya que estas son precisamente la herramienta fundamental para
el estudio de la primera.
En reuniones de coordinación de
profesores de física de primero, hemos coincidido muchas veces en la opinión
que muchos de nuestros alumnos tienen la impresión de que la física es un
conjunto de “formulas” matemáticas que hay que aplicar según que datos se
tengan, para resolver una determinada cuestión y para nada relacionan estas
formulas con hechos de la naturaleza o experiencias reales. Hace falta por tanto un cambio fundamental
en la metodología de enseñanza de esta materia, un cambio que redunde en un
aprendizaje mas constructivo, que ayude al alumno a aprender de forma mas
significativa y autónoma, y que si es posible se adapte a sus necesidades y
estilo de aprendizaje
El entorno de la información esta cambiando de manera
vertiginosa y no solo en el mundo científico, afecta a todo los órdenes de la
vida y por tanto también en la educación. Sabemos que al cambiar la forma en
que los niños están educados cambian también su forma de pensar y razonar; si
los niños leen con asiduidad se fortalece su habilidad con las palabras y su
compresión escrita y oral, si los padres les hablan en dos idiomas los niños
serán adultos bilingües y tendrán mayor facilidad en el estudio de otros
idiomas. Nos podemos preguntar ¿Qué cambios se producirán en los niños y
jóvenes de la actual generación al tener acceso a la información y a Internet?
¿Cómo se pueden utilizar estos cambios para una enseñanza de la Física más
actual?
Desde que los ordenadores personales aparecen como un
electrodoméstico mas en prácticamente todos los hogares, han tenido un gran
poder de convocatoria para todos los niños, hoy los niños y jóvenes enseguida
aprenden el uso del ordenador: para jugar, para hacer sus deberes, para
comunicarse con los demás, como medio de consulta. En los últimos tiempos en
todos los colegios e institutos tienen pequeñas aulas de informática con
conexión a Internet y en todas las universidades existen aulas de informática.
Además desde las administraciones autonómicas se proporcionan ayudas económicas
para la compra de ordenadores y la conexión a Internet en los hogares. Por
tanto es un hecho cierto que hoy en día prácticamente todos los alumnos
españoles están acostumbrados al uso del ordenador y de Internet.
Pero utilizar el ordenador en una clase de Física no es
algo habitual y ni siquiera esta suficientemente experimentado. Muchos
profesores de manera particular hacemos intentos de introducir los ordenadores
en nuestras clases con gran esfuerzo y dedicación, y los beneficios que se
obtienen muchas veces son descorazonadores ya que no están a la altura del
tiempo invertido en planearlo, aplicarlo y evaluarlo. Por eso es importante conocer
otras experiencias de otros profesores que nos ayuden a tomar decisiones y a
seguir iniciativas en la introducción de las TIC en la enseñanza de la
Física.
Entre los
años 1985 y 1990 en la Universidad de Maryland una serie de profesores de
Física se unieron para realizar un proyecto en Física y Tecnología Educativa. A
este proyecto siguieron otros y el resultado son las simulaciones o applets
interactivos como potente método didáctico.
Se
denominan fislets a los applets Java
creados en el Davison College para la enseñanza de la Física. Los fislets
utilizan las inmensas oportunidades proporcionadas por los entornos de
computación modernos y de las posibles interacciones a través de Internet.
Además el entorno de los fislets esta basado en herramientas es independiente
de la plataforma y es inmediatamente distribuible.
Hoy en
día es posible obtener información de applets y fislets para la enseñanza
interactiva de la Física para cualquier profesor interesado en aplicarla,
gracias a las posibilidades de la Red. El gran reto no esta por tanto en saber
programar en Java para realizar nuestros applets interactivos sino en buscar
alternativas y formas de utilizarlos en clase con nuestros alumnos de manera
adecuada y optima para el aprendizaje.
Desde un punto de vista pedagógico las simulaciones o
applets pueden contribuir de una manera muy positiva a la comprensión de
conceptos, esto en una materia como Física
es fundamental, ya que muchas veces es imposible reproducir en el laboratorio e
incluso visualizar el concepto que queremos enseñar. Entre las ventajas
pedagógicas cuando utilizamos simulaciones podemos destacar:
1.1
Pueden ayudar a los alumnos a encontrar relaciones
entre representaciones. En Física es habitual representar la información de
muchas formas diferentes: con palabras, con gráficos, con ecuaciones
matemáticas, con dibujos, campos de vectores etc. Muchos estudiantes tienen
dificultades para crear estas formas e incluso para interpretarlas. Las animaciones
dinámicas hacen esta dificultad menor, ya que pueden ver el fenómeno físico y
al mismo tiempo su representación grafica.
1.2
Pueden ayudar a entender las ecuaciones como
relaciones físicas entre medidas. Como he dicho anteriormente los alumnos ven
la Física como un conjunto de formulas y no como relaciones entre observaciones
y medidas. Si manejan simulaciones
donde sea posible variar los parámetros y comprobar lo que sucede, pueden
aprender lo que realmente significa una ecuación.
1.3
Pueden ayudar a construir modelos mentales de
sistemas físicos. Algunos alumnos no tienen la madurez o la imaginación
suficientes para con lo oído en clase o leído en los libros de texto, construir
una imagen coherente y con sentido. Visualizar los fenómenos físicos a través de
las simulaciones puede llegar a ser de gran ayuda en esta faceta.
1.4
El trabajar con simulaciones puede aportar al
alumno experiencias de aprendizaje autónomo, donde son ellos los que eligen el
ritmo y el orden en el que desean aprender. Este sistema de aprendizaje parece
que aumenta la automotivación y el interés del alumno.
1.5
Las simulaciones también son interesantes en el
trabajo en grupo, cuando un grupo de estudiantes se encuentran ante una
simulación y son capaces de explicar lo que entienden a sus compañeros, están
aprendiendo mejor.
Por tanto, todo parece indicar que la utilización de
simulaciones, applets y fislets puede contribuir a un mejor aprendizaje de la
Física y por tanto seria necesario la introducción curricular de estos nuevos
sistemas de enseñanza-aprendizaje.
La realidad sin embargo se presenta muy distinta, hasta
ahora en los estudios universitarios no se utiliza el ordenador como
herramienta de aprendizaje de conceptos físicos. Algunos profesores
proporcionan junto con la bibliografía algunas direcciones Web, con animo de
que el alumno lo utilice como una ayuda más. Pero estos no lo usan porque
consideran que es una perdida de tiempo, y prefieren estudiar como siempre ya
que por otro lado van a ser evaluados como siempre.
Pero los profesores debemos ser agentes de cambio crítico y debemos integrar
materiales tecnológicos instructivos en los estilos de enseñar, en los estilos
de aprender de nuestros alumnos y en las actividades de clase. El problema
surge cuando los profesores no sabemos como integrar en una situación de
enseñanza aprendizaje las nuevas tecnologías.
Hay muchas investigaciones sobre nuevas tecnologías y
educación pero las conclusiones no permiten generalizaciones ni transferencias
licitas a otras situaciones de enseñanza. Lo más que se puede es aceptar
indicios o guías que demuestran que en determinadas situaciones es aconsejable
el uso de ordenadores.
Creo firmemente que aquí se abre un campo grande de
investigación ya que no se entiende el futuro sin nuevas tecnologías y por
tanto la enseñanza debe impregnarse de ellas en cualquier nivel, desde la
enseñaza primaria a la universitaria y en cualquier asignatura o materia.
Mi propósito con este trabajo es contribuir con una nueva
experiencia, al conocimiento de cómo se puede mejorar el aprendizaje si
utilizamos ordenadores, que nivel de satisfacción produce a los alumnos de la
generación actual y si su estilo de aprendizaje les condiciona para un mejor aprovechamiento
con este tipo de enseñanza.
La experiencia va a consistir en la introducción a lo
largo del curso de unas horas dedicadas al estudio de algunos conceptos de
Física como los campos eléctricos y sus efectos sobre las partículas cargadas,
las ondas electromagnéticas y sus aplicaciones en diversos aparatos de la vida
cotidiana como el horno microondas, los aparatos de rayos X y los láser entre
otros. Todos ellos difíciles de explicar con los métodos tradicionales y sin
embargo posibles de ver a través de un applet interactivo. El alumno por
ejemplo puede ver que ocurre con los alimentos dentro de un microondas y como
se generan rayos X y también como se produce la imagen en una televisión.
Estas horas las pasan los alumnos en una sala preparada
con ordenadores y conectados a la pagina Web
http://www.maloka.org/f2000/cover.html en presencia del profesor que tutoriza el
trabajo de los alumnos, pero al mismo tiempo ellos eligen el ritmo del trabajo
y el orden en que se van conectando a todos los enlaces propuestos en la
pagina. De manera que el profesor contesta a las dudas y preguntas que puedan
surgir pero son los alumnos los que toman la iniciativa en el manejo de la información
y su aprendizaje resulta más autónomo.
La pagina Web esta diseñada desde el punto de vista
pedagógico como una conversación entre dos alumnos y un profesor que explica
los conceptos desde un punto de vista intuitivo y una profesora de Ingeniería
que explica como funcionan los aparatos. Los alumnos preguntan sobre conceptos
que no entienden y son respondidos por los profesores ayudándose de los
applets.
El
grupo de alumnos objeto de esta investigación, son estudiantes de primer curso
de Ingeniería Técnica Industrial de tres especialidades: Electrónica
Industrial, Química y Electricidad. Se trata pues de alumnos que van a realizar
estudios diferentes aunque con una serie de asignaturas comunes sobre todo en
primero, siendo una de ellas Física.
A los estudios de Ingeniería Técnica Industrial se
pude acceder desde el Bachillerato con o sin selectividad y también desde la
Formación Profesional, incluso algunos alumnos cursan ambos estudios, primero
Bachillerato y después Formación Profesional.
El propósito de este estudio es doble:
2.1 En
primer lugar introducir una nueva forma de enseñanza-aprendizaje de física
utilizando simulaciones y applets interactivos y comprobar que nivel de
satisfacción produce a los alumnos este tipo de enseñanza.
2.2 En segundo lugar hacer un chequeo de los estilos de
aprendizaje de los alumnos utilizando el cuestionario de estilos de aprendizaje
Honey-Alonso, CHAEA y averiguar si hay alguna relación entre el estilo de
aprendizaje y la disposición favorable para aplicar las nuevas tecnologías en
los procesos de aprendizaje. Es decir si los alumnos de una determinada
preferencia en un estilo de aprendizaje son también los más motivados a la hora
de utilizar las nuevas tecnologías.
La mayoría de los alumnos
encuestados son debutantes en la Universidad, aunque también hay algún caso de
alumno repetidor. Prácticamente todos los alumnos tienen alrededor de 18 años,
excepto los de Formación Profesional que son mayores.
El momento elegido para la
realización del test de estilos de aprendizaje ha sido hacia la mitad del
cuatrimestre, para hacerlo coincidir con unas clases que se dan en pequeños
grupos. Estas clases eran una novedad este año puesto que se iba a introducir
por primera vez el estudio de algunos conceptos de la Física Moderna con la
ayuda de Internet.
Cada grupo esta formado por diez
alumnos y el total de grupos estudiados ha sido de cuatro por tanto en total en
la experiencia han participado cuarenta alumnos. El número de participantes no
es muy elevado, pero nos permitirá hacer una primera valoración de la que
podamos extraer alguna conclusión de tipo cualitativo.
El realizar el test a grupos
reducidos de alumnos es una importante
ventaja, es más fácil que los hagan con seriedad y sinceridad, ya que se trata
de alumnos de primero y por tanto un poco inmaduros y con tendencia, algunos de ellos a no tomarse en serio la
actividad y de contagiar esta actitud a otros En grupos pequeños me parece que
se implican mas en el proceso y están mas dispuestos a colaborar y a
participar.
La primera parte del cuestionario
corresponde a los datos socio-académicos de los alumnos, en esta parte se
incluye una pregunta sobre si estaban acostumbrados a utilizar Internet como
apoyo al estudio y al aprendizaje, además de otras cuestiones. Después
responden al cuestionario CHAEA y ellos mismos lo evalúan para conocer su
estilo o estilo preferentes de aprendizaje.
A
continuación los alumnos del grupo están durante tres horas aproximadamente
conectados a la página Web de Física
mencionada anteriormente. La práctica finalizaba entregando un trabajo en el
que se respondían una serie de cuestiones de Física en las que habían trabajado con el ordenador y también unas
conclusiones en las que se les preguntaba sobre su nivel de satisfacción al
utilizar Internet para aprender y su estilo preferente en el aprendizaje, en
concreto las preguntas realizadas fueron las siguientes:
-Crees
que la introducción de las TIC en la enseñanza universitaria, facilita la
comprensión de conceptos en una asignatura como la Física.
-Personalmente
te ha servido de ayuda para aprender esta forma de enseñar
-¿Cuál
es tu estilo o estilos preferentes de aprender
4 Resultados de la investigación
4.1 Perfil de los estilos de aprendizaje según la procedencia
de los alumnos:
|
Alumnos procedentes de Bachillerato Total N=32 |
Alumnos procedentes de Formación Profesional Total N=4 |
Alumnos Procedentes de ambos Estudios Total N=4 |
Todos los alumnos Encuestados Total N=40 |
Activo: media Desviación |
11,53 2,72 |
11,5 3,41 |
11 2,44 |
11,53 2,74 |
Reflexivo: media Desviación |
13,66 3,98 |
17,25 2,06 |
15 2,45 |
14,92 3,05 |
Teórico: media Desviación |
12,35 2,69 |
15 2,45 |
11,75 4,19 |
13 2,62 |
Pragmático: media Desviación |
11,87 2,82 |
12 3,16 |
13 3,56 |
12 2,87 |
En la tabla anterior se presentan
los valores medios de los estilos de aprendizaje según la procedencia de los
alumnos. El número de los alumnos procedentes de Bachillerato es sensiblemente
mayor que los otros con lo que los resultados serán más fiables. No obstante
sorprende el alto valor de preferencia del estilo reflexivo y teórico en los
alumnos que proceden de formación profesional, a pesar de su formación práctica
que inducía a pensar en un mayor estilo de aprendizaje pragmático. Quizá se
deba a su edad superior a la del resto de alumnos
Podemos ver en la siguiente tabla
comparativa de valores medios obtenidos por C. M. Alonso (coloreados en rojo)
en donde se reflejan los estilos de aprendizaje de universitarios españoles y
de los alumnos de Ingeniería Industrial
y los obtenidos en este trabajo. La elección de los estudios de
Industriales es debida a la similitud con los estudios de los alumnos de este
trabajo
En la interpretación de la tabla hay
que tener en cuenta que el baremo fue realizado con alumnos de cuarto curso de
carrera en el año 1990 y este estudio esta realizado con alumno de primer curso
en el año 2005. Pese a la diferencia de edad de los alumnos y del año del
estudio, los resultados están dentro del rango de valores moderados y quizá es
interesante señalar, como ya lo hacen otros estudios (actas del 1ER
Congreso Internacional de Estilos de Aprendizaje) una ligera disminución en el
estilo activo de aprendizaje a medida que avanzan en los estudios y aumentan en
edad.
|
Activo |
Reflexivo |
Teórico |
Pragmático |
Universitarios Españoles Año 1990 |
10,7 |
15,3 |
11,3 |
12,1 |
Estudios de Industriales Año 1990 |
11,33 |
15,54 |
12,04 |
13,58 |
Alumnos procedentes de Bachillerato Año 2005 |
11,53 |
13,66 |
12,35 |
11,87 |
Alumnos procedentes de F. P Año 2005. |
11,5 |
17,25 |
15 |
12 |
Alumnos procedentes de ambos estudios Año 2005 |
11 |
15 |
11,75 |
13 |
Todos los alumnos Encuestados Año 2005 |
11,53 |
14,92 |
13 |
12 |
4.2 Estilos de aprendizaje y
nuevas tecnologías
Otro dato de interés obtenido al
aplicar el cuestionario es que solo 11 de los 40 alumnos habían utilizado
Internet para estudiar, a pesar de que la gran mayoría disponía de esta
tecnología en su domicilio y sabía utilizarlo. Esto pone de manifiesto que la
introducción de Internet en el estudio es todavía incipiente, aunque considero
que su aumento será exponencial en los próximos años.
La opinión de los alumnos sobre la
utilización de Internet para estudiar algunos conceptos de la Física Moderna ha
sido positiva para casi todos, con independencia del estilo preferido en el
aprendizaje. En una primera aproximación parece que no existe una relación
entre estilo de aprendizaje y disposición positiva para utilizar Internet, y
que todos sin exclusiones están dispuestos a utilizar las nuevas tecnologías.
Pero es llamativo que dos alumnos
con un estilo preferente activo muy alto consideraron que el sistema de
preguntas y respuestas de la pagina se hacia un poco aburrido. Sin embargo los
que tenían un estilo reflexivo muy alto eran los que mejor valoraban lo
aprendido con la página. Se puede deducir que aunque todos son favorables a
utilizar nuevas tecnologías, no todos opinan lo mismo sobre la página
utilizada.
Como se les preguntaba su opinión
personal, quiero reproducir en este trabajo algunas de las reflexiones que
hacen los alumnos sobre este tema y que pueden ayudar a los profesores a tomar
decisiones al respecto.
Algunas
manifestaciones de los alumnos:
4.2.1
Es positivo siempre que esté tutorizado por un profesor para
poderle preguntar las dudas que puedan
surgir.
4.2.2 Es positivo aunque deja menos tiempo al
alumno para preparar un examen a la
manera tradicional
4.2.3 Es positivo aunque nunca se podrán
sustituir las prácticas de laboratorio
en una asignatura experimental como es Física
4.2.4
Es muy positivo, me he dado
cuenta de las posibilidades de Internet, hasta ahora solo lo he utilizado para
chatear, jugar etc. Pero nunca para estudiar.
4.2.5
Muy positivo los applets
interactivos ayudan a comprender mejor los conceptos.
4.2.6
Positivo poder interactuar y
verlo hace que no se olvide tan fácilmente.
4.2.7
Positivo por innovador y
motivador
4.2.8
Muy positivo a los jóvenes les
gustan las nuevas tecnologías
4.2.9
Es muy positivo ya que es muy
ameno frente al aburrimiento de las clases.
4.2.10
Positivo, pero como ayuda a las
explicaciones del profesor en clase
4.2.11
Positivo, aunque nunca podrá
sustituir a la enseñanza tradicional
4.2.12
Me ha sorprendido mucho esta
clase, me ha gustado pero pienso que no volveré a encontrar una clase así en
toda la carrera. Me he vuelto a conectar y lo ha comentado con mis amigos.
4.2.13
Muy interesante ya que de esta
forma me he dado cuenta de que disponemos de muchos recursos a través de
Internet.
4.2.14
Los applets permiten mantener
la atención que muchas veces es difícil.
4.2.15
Ha sido muy gratificante ya que
me ha abierto el mundo de Internet como una gran fuente e información para
futuros trabajos y estudios.
4.2.16
Me ha gustado pero pienso que
las aplicaciones solo valen como método de apoyo ocasional y nunca como método
continuo de aprendizaje para la asignatura.
4.2.17
Yo creo que hay que aprovechar
los avances de la tecnología en todos los aspectos, por eso estoy totalmente a
favor de este tipo de enseñanza,
5
Conclusiones
Es evidente que los alumnos tienen
diferentes estilos de aprender y por tanto los profesores deberíamos utilizar
diferentes estilos de enseñar, de manera que se pudieran mejorar todos los estilos
de aprendizaje, saber que la diversidad en los estilos de enseñar es
fundamental ya que no hay un estilo exclusivo de aprender.
A la hora de diseñar la enseñanza de
una asignatura hay tener en cuenta los
estilos de aprendizaje y plantear trabajos, practicas y problemas que se
aborden de forma diferente y dar a los alumnos un cierto margen de elección
para optar por las actividades que prefieran realizar. Esto requiere un gran
trabajo por parte del profesor, pero cuenta con la ayuda imprescindible de los
ordenadores.
La introducción de las TIC en la
enseñanza universitaria es imparable y necesaria, parece que los alumnos tienen
una disposición muy positiva para utilizarlas y además permitirán al profesor
diseñar actividades de aprendizaje para todos los estilos.
Otra conclusión interesante de esta
investigación es la insistencia de bastantes alumnos, que aunque consideran
positivo la utilización de Internet dicen que nunca podrá sustituir a las
clases tradicionales. Es como si tuvieran miedo a la hora de asumir un papel
mas autónomo en el proceso de aprendizaje y de alguna manera quieren permanecer
como sujetos pasivos y que sea el profesor el que tome todas las iniciativas.
Esta cuestión me parece que es una llamada de atención a la metodología que
seguimos mayoritariamente todos los profesores, nosotros somos el centro de la
enseñanza y los alumnos son meros receptores del conocimiento, esto implica que
muchos alumnos quieran seguir con este papel que es el que conocen y no quieran
asumir nuevos retos.
Todos los alumnos dicen haber
aprendido mas utilizando el ordenador pero no todos valoran la pagina Web de la
misma manera notándose una diferencia cuando los estilos de aprendizaje son muy
marcados, es decir cuando hay una preferencia muy alta en un estilo y baja y
moderada en los restantes. La pagina fue muy valorada por los alumnos con un
estilo muy alto en teórico y reflexivo y peor valorada cuando el estilo
dominante es el activo.
Vemos que los alumnos de esta
generación acostumbrados desde pequeños a las nuevas tecnologías se muestran
muy favorables a la utilización del ordenador como medio de aprendizaje, es mas
pienso que lo están demandando y será en beneficio de una mayor motivación a la
hora de abordar el estudio. Por tanto es necesaria la integración curricular de
las TIC, es aquí donde los profesores tenemos un gran reto ya que esta
integración deberá ser muy meditada, es necesario seguir investigando para
conseguir una introducción de las TIC que realmente responda a las expectativas
de una enseñanza-aprendizaje mas constructiva, mas autónoma y que prepare a los
alumnos para una formación permanente en esta nueva era que nos ha tocado
vivir, la sociedad de la Información y la Comunicación.
6
Referencias
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Gallego D, Honey P.(1999) “Los estilos de aprendizaje” Procedimientos de
diagnostico y mejora. Bilbao, Ed. Mensajero
6.2
Alonso, C. M.
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6.3
Castells, Manuel (2000) “La era de la Información
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Alianza Editorial
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Cuestionario CHAEA on.lin en http://www.ice.deusto.es/guiaaprend/test0.htm
6.5
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M. (2004) « Fislets , Enseñanza de la Fisica con material
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6.6
Rubio, E. Delgado, G. Ocon, A. (2004) “Diseño de
tareas según los distintos estilos de aprendizaje” Actas del 1ER
Congreso Internacional de Estilos de Aprendizaje. UNED. Anaya CD-ROM Madrid
6.7
http://www.maloka.org/f2000/cover.html
6.8
http://www.merlot.org/Home.po
6.9
http://mit.ocw.universia.net/index.htm
6.10
http://physics.nad.ru/Physics/English/waves.htm
6.11
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
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http://www.terra.es/personal6/jgallego2/index.html