1. Foro Educadores para la era digital 1.2. Seminario Contenidos educativos digitales y comunidades de aprendizaje Ciencias Mater, Centro virtual de materiales didácticos digitales para alumnos de las licenciaturas de Ciencias. Dra. Nora Elizabeth Galindo Miranda. Universidad Nacional Autónoma de México. Coordinadora de acreditación de la licenciatura de la Facultad de Ciencias. Ciudad de México, México [email protected] M. en C. Jorge Moreno Hernández. Universidad Nacional Autónoma de México. Responsable Académico de la plataforma del AVE Ciencias. Secretaría de Educación Abierta y Continua de la Facultad de Ciencias. . Ciudad de México, México [email protected] Lic. Bulmaro Álvarez Estrada Universidad Nacional Autónoma de México. Profesor de Economía en la Licenciatura de Actuaría de la Facultad de Ciencias Asesor en la Secretaría de Educación Abierta y Continua de la Facultad de Ciencias. Ciudad de México, México [email protected] Resumen Se presenta el proyecto de investigación docente, Ciencia Mater1, Centro virtual de información de materiales didácticos digitales para alumnos de las licenciaturas de Ciencias. Es un sistema de información que contiene el Banco de materiales didácticos para la enseñanza de las Ciencias, en las áreas de Matemáticas, Biología y Física, que se pone a disposición de la comunidad a través de la Secretaría de educación abierta y continua y el grupo de trabajo de Investigación educativa. En él se vinculan las actividades de investigación y docencia de académicos de la Facultad de Ciencias para brindar a sus estudiantes, no sólo un espacio virtual y en línea, con materiales didácticos, sino una propuesta alternativa en la enseñanza-aprendizaje de las ciencias. Los productos de Ciencia Mater apoyarán directamente a las asignaturas que se imparten en la Facultad de Ciencias y de carreras afines, particularmente aquellas con alto índice de reprobación o deserción. A la vez que se ofrecerá una alternativa en materiales para el autoestudio, de esa forma los alumnos podrán repasar, reforzar, practicar, aplicar conocimientos y habilidades e inclusive hacer nuevas propuestas sobre materiales de apoyo docente. Este Centro virtual permitirá a su comunidad académica tener un espacio dinámico con materiales de apoyo para su asignatura. Apoyará el proceso de enseñanza aprendizaje al incorporar otras opciones para fortalecer y diversificar sus estrategias en la formación de profesionales de las Ciencias.

Introducción En un mundo globalizado y competitivo es importante invertir en la formación de recursos humanos que desarrollen sus competencias y conocimientos para lograr una mejor sociedad e individual en nuestro país. Las ciencias naturales y exactas son 1

Ciencia Mater es un proyecto PAPIME PE403614 UNAM

áreas fundamentales por la generación de conocimiento y sus aplicaciones. En México el número de alumnos que optan por una formación científica es aún muy reducido (6%) comparado con la matrícula total de educación superior.2 El proyecto Ciencia Mater consiste en la operación de un centro virtual que genera y administra recursos de aprendizaje para vincular las actividades de investigación y docencia de los académicos de la Facultad de Ciencias desde una enfoque institucional e interdisciplinario, se trata de una propuesta sistematizada, esto es ordenada y en línea, para la enseñanza-aprendizaje con estrategias situadas para su uso. Esta filosofía conlleva a explorar nuevas metodologías con el objetivo de impulsar la actividad científica en sus múltiples dimensiones, esto incluye a la investigación, la docencia e incluso en las actividades de difusión. La situación actual en la formación de recursos humanos es compleja, ya que no se trata sólo de la falta de interés por las ciencias naturales y exactas como acto profesionalizante, sino que existe un rechazo o desinterés por ellas desde la educación básica como lo han mostrado los resultados de exámenes nacionales e internacionales, en los que el nivel de los alumnos en las áreas de matemáticas y ciencias es deficiente3. Por otra parte, una vez que existen alumnos cursando las licenciaturas, la tasa de deserción y la de rezago inciden en la baja eficiencia terminal de egresados. ¿Qué oportunidades tienen los alumnos para reforzar sus aprendizajes y sus trayectorias escolares? Se puede decir que la información en internet es muy vasta, sin embargo, no siempre se tiene certeza de la formalidad con la que dichos contenidos se presentan. Una solución ante esta problemática es poner a disposición de los interesados fuentes de información formales, así como de procedimientos y mecanismos de acompañamiento para su aprendizaje significativo. Este proyecto surgió de la necesidad imperiosa de atender una problemática compleja de la Facultad de Ciencias de la UNAM que es, al mismo tiempo, reflejo del acontecer nacional, nos referimos al avance lento, al rezago académico y a los paupérrimos índices de egreso de las licenciaturas correspondientes a las ciencias exactas. Por ejemplo, el análisis de las trayectorias escolares4 muestra, dentro de los aspectos académicos, que existen materias con altos índices altos reprobación y de abandono, lo que da como resultado el rezago y la baja en la eficiencia terminal. Ciencia Mater es un proyecto interdisciplinario e interdepartamental desarrollado por un grupo de académicos de la Facultad de Ciencias. El marco en el que se ubica Ciencia Mater, se ubica en la búsqueda por la equidad en el acceso a aquellos métodos, tecnologías y elementos que favorezcan su preparación y desempeño.

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Anuies. Anuario Estadístico de Educación Superior.. Ciclo escolar 2014-2015. México, D.F. SEP. Enlace 2014. Resultados históricos ENLACE Básica 2006-2013. México, D.F. http://planea.sep.gob.mx/ms/estadisticas/

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División de estudios profesionales. Análisis de las trayectorias escolares 2000-2015 de las licenciaturas de la Facultad de Ciencias. Documento interno. UNAM Cd. de México, México

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La intención se plantea en preguntas orientadoras: ¿Cómo fomentar la adquisición de las capacidades para avanzar en la carrera del conocimiento? ¿Cómo mejorar la calidad en el proceso de formación de los alumnos? El Plan Institucional de la UNAM marca que, además de las acciones tradicionales del proceso enseñanza-aprendizaje, se impulsará el uso de tecnologías de la información y la comunicación para fortalecer el desempeño escolar de los alumnos y las capacidades de los profesores. El proyecto de investigación docente, Ciencia Mater, que se presenta en este trabajo, es la creación de un Centro virtual, que contiene el Banco de materiales didácticos para la enseñanza-aprendizaje de las Ciencias. En él se vinculan las actividades de investigación y docencia de académicos de la Facultad de Ciencias para brindar a sus estudiantes, un espacio virtual y en línea, con materiales didácticos, y una propuesta alternativa en la enseñanza-aprendizaje de las ciencias, con material de apoyo académico disponible en la red. Las aplicaciones del cómputo en el campo de las Ciencias han transformado tanto la forma de investigar, cómo los métodos de enseñanza-aprendizaje. Este amplio horizonte conlleva a plantear nuevas estrategias para impulsar dichas áreas, tanto en investigación como en docencia incluso de difusión. La intención de Ciencia Mater es integrar los conocimientos y experiencia de su comunidad para la conformación de este sistema de información. Los materiales didácticos asistidos por computadora, que se generen por los académicos y aquellos que los profesores quieran incorporar, tales como software educativo, animaciones, modelos, simulaciones y videos entre otros, éstos proporcionarán a su comunidad un apoyo directo en los cursos de las carreras que se imparten en la Facultad de Ciencias y carreras afines dentro y fuera de la UNAM, en México y en países hispanoparlantes.

Objetivo Contribuir al mejoramiento de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias, a través de un centro virtual que concentra y sistematiza las diversas propuestas de recursos didácticos con énfasis en el uso de las TICs y con criterios de calidad homogéneos, con énfasis en aspectos de información y metodologías que procuren la equidad y el libre acceso al conocimiento de las ciencias tanto en el sistema educativo formal como en el autónomo.

Antecedentes Un punto de partida es la información comparativa de matrícula de educación superior en México. Conforme al anuario estadístico de la ANUIES, para el ciclo escolar 20142015, la población escolar de técnico superior y licenciatura, fue de 3’718,995 alumnos. Comparativamente la población total de Ciencias Naturales, Exactas y de la Computación, fue de 204,975, que representa solo 6%. Lo que significa que es 2

necesario mucho trabajo para lograr el incremento en la formación de profesionales de las ciencias. Lo que implica atender los primeros niveles educativos y la educación superior que enfrentan diversos problemas de índole académico, económico y social. Por ejemplo, en el primer informe de la Directora del INEE, Sylvia Schmelkes, mencionó que la deserción afecta a 20% de una generación de secundaria y a 40% de media superior. Uno de cada tres jóvenes de 15 años se encuentra fuera de la escuela y una quinta parte de jóvenes entre 18 y 24 años no termina la secundaria. Los alumnos que llegan a la licenciatura, también desertan en porcentajes considerables y los que permanecen van teniendo rezago, lo que resulta en bajas eficiencias terminales. la Dirección de la Facultad de Ciencias de la UNAM estableció la Comisión de Atención al Rezago5 (CAR), a principios de septiembre de 2014. Su principal propósito es analizar las causas del rezago y proponer mecanismos para incrementar el desempeño y disminuir el rezago y la deserción estudiantiles. El rezago académico a nivel licenciatura es un fenómeno cuya importancia es bien reconocida en las instituciones de educación superior de nuestro país, ha sido relativamente poco estudiado. Se trata de un problema de naturaleza multifactorial en el que además concurren elementos externos sobre los que la Universidad no tiene ningún control. Conclusiones preliminares de la Comisión de Atención al Rezago El análisis global de las respuestas obtenidas tras la aplicación de la encuesta pone de relieve, en primer lugar, que en algunos rubros existen diferencias de percepción entre el personal de asignatura y los profesores de tiempo completo. En segundo lugar, es significativo que en opinión de los encuestados, los retos más importantes se hallan en los estudiantes mismos, es decir, en elementos personales como las expectativas y la motivación, habilidades fundamentales (razonamiento lógico, comunicación oral y escrita, hábitos y disciplina de estudio, necesidad de trabajar), y en aspectos institucionales tales como los planes de estudio, el reconocimiento de la actividad docente, diversos aspectos relacionados con la infraestructura de apoyo a la docencia y la orientación vocacional. La revisión y el estudio de las relaciones entre todos estos elementos nos permite proponer su agrupación en cuatro grandes ámbitos: individual, académico, institucional y laboral, así como la existencia e importancia de otros factores que no fueron explícitamente considerados en la encuesta, como por ejemplo, el nivel de autoestima,

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Comisión de atención al rezago, Facultad de Ciencias. 2014. Informe preliminar, fase 1 académicos. Documento interno, Facultad de Ciencias, UNAM.

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la tolerancia a la frustración, la remuneración económica derivada del ejercicio docente, y la orientación profesional. INDIVIDUAL

ACADÉMICO

INSTITUCIONAL

LABORAL

Expectativas

Razonamiento Lógico

Planes de estudio

Empleo

Motivación

Comunicación

Reconocimiento a la docencia

Orientación vocacional

Autoestima

Hábitos y Disciplina de Estudio

Infraestructura

Orientación profesional

Esta conceptualización de los resultados nos ofrece una vista integral del problema y una serie de guías para la acción. Respecto a la primera resalta el hecho de que todos estos ámbitos, sus elementos y relaciones afectan tanto a estudiantes como a profesores, si bien en diferentes maneras e intensidades, y sus efectos pueden ser atenuados por nuestros esfuerzos. Acerca de las segundas, resulta evidente que cualquier estrategia que busque abatir el rezago debe considerar los cuatro ámbitos considerados, poniendo especial atención a los dos primeros, es decir, al individual y al que aquí hemos llamado académico.

Estrategia metodológica Ciencia Mater, como proyecto interdisciplinario e interdepartamental, se desarrolla con una estrategia metodológica que incluye etapas y fases que son ejecutadas por académicos de las tres áreas de conocimiento de la Facultad de Ciencias: Biología, Física y Matemáticas. Cada grupo de trabajo tiene un enfoque específico: técnico computacional; temático/disciplinario; educativo; de arte y diseño, y que trabajan de manera simultánea, a manera de una matriz. El eje conductor es un sistema de información que incorpora materiales educativos asistidos por computadora, tales como software educativo, animaciones, modelos, simulaciones y videos que están disponibles en línea a través de la Plataforma AVE Ciencias.

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ETAPA 1 (primer año) Puesta en marcha del proyecto: se diseñó el sitio Web Ciencia Mater, elaboración de materiales didácticos para integrarse en la base de datos. Fase de diseño (equipos técnico computacional, arte y diseño gráfico): fase de elaboración (equipos temático/disciplinario y educativo); fase de instrumentación y evaluación (Equipos integrados). Secuencia de actividades: organización, diseño y elaboración del sitio Web Ciencia Mater. Elaboración de materiales con base en criterios de prioridad: cobertura de las asignaturas con índices altos de abandono o reprobación. Se amplió la cobertura a asignaturas de las licenciaturas de la Facultad de Ciencias. Elaboración de los lineamientos para el diseño de materiales. Recopilación de materiales que la comunidad académica quiera incorporar al sistema de información de Ciencia Mater. Elaboración y aplicación de instrumentos de evaluación para pruebas piloto. Dictaminación de los materiales previo a su incorporación. Aplicación del arte y diseño gráfico. Incorporación de materiales al sistema de información. Impartición de talleres de capacitación para el uso de materiales, dirigidos a personal académico. Difusión de los materiales para pruebas piloto en la Facultad de Ciencias. Registro de uso de cada material. Elaboración de instrumentos para medir el impacto. Evaluación del uso de cada material. Medición del impacto: por diversidad de usuarios y en grupos control de los índices de abandono o reprobación. Presentación de resultados en foros académicos. Ajustes pertinentes a los materiales. Evaluación integral de los resultados al primer año. ETAPA 2 (Segundo año). Se incrementó la elaboración de materiales didácticos; se realizaron ajustes del sitio Web para la apertura del Sistema Ciencia Mater. Retroalimentación, adecuación o ajustes de los materiales en uso, con base en la evaluación integral. Detección de las necesidades, con base en la evaluación integral. Consolidación de los procedimientos computacionales para búsquedas, estadísticas de uso y estadísticas de descarga.

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Elaboración de nuevos materiales con base en criterios de prioridad: cobertura de las asignaturas con índices altos de abandono o reprobación. Se amplió la cobertura a asignaturas de las licenciaturas de la Facultad de Ciencias. Adecuación del sistema para su consulta abierta. Aplicación de instrumentos de evaluación para pruebas de uso. Dictaminación de los nuevos materiales previo a su incorporación. Aplicación del arte y diseño gráfico. Incorporación de materiales al sistema de información. Elaboración del taller en línea para la capacitación para el uso de materiales. Difusión de los materiales para pruebas en Dependencias de la UNAM. Registro de uso de cada material, diferenciando F. Ciencias y Dependencias de la UNAM. Evaluación del uso de cada material. Medición del impacto: por diversidad de usuarios de la Facultad y de la UNAM, y en los índices de abandono o reprobación de grupos control de la Facultad. Presentación de resultados en foros académicos. Ajustes pertinentes a materiales. ETAPA 3 (Tercer año): Se incrementará la incorporación de materiales didácticos. Ajustes del sitio Web para la apertura del Sistema Ciencia Mater a la comunidad del internet. En esta etapa se seguirá con la dinámica de los dos años anteriores y se incrementarán las siguientes acciones: Acceso en línea del taller para la capacitación para el uso de materiales. Difusión de los materiales en Universidades Iberolatinoamericanas invitadas. Registro de uso diferenciando las instituciones nacionales o internacionales que participen. Se realizará la aplicación de instrumentos de evaluación, para pruebas de uso, la medición del impacto: por diversidad de usuarios y en los índices de abandono o reprobación de grupos control de la Facultad de Ciencias. Presentación de resultados en foros académicos.

Resultados Los materiales didácticos que fueron elaborados por académicos de la Facultad de Ciencias, Biólogos, Químicos, Físicos, Matemáticos, Actuarios, Economistas, Psicólogos educativos y Pedagogos. Los materiales pueden consultarse en el sitio de trabajo de Ciencia Mater http://cienciamater.fciencias.unam.mx/ el cual cuenta con 3,579 carpetas y 23,879 archivos hasta el momento, actualmente sólo una quinta parte está disponible para el público en general en el servidor, el resto de los materiales se están evaluando en los diferentes aspectos, técnicos, disciplinares o están en la etapa de diseño gráfico o ajuste de programación. Para poner en su justa dimensión el trabajo que se ha realizado cada equipo disciplinar aprovechó y sumó la experiencia de cada académico para elaborar varios guiones, particularmente los relativos a los videos ya que no es lo mismo una asignatura teórica que una práctica. Por ejemplo no es lo mismo la forma en cómo se aborda la Biología que la Economía, incluso la forma en cómo un académico expone el mismo tema ya por su personalidad que por el enfoque con el que lo aborda. Por otra parte, en la elaboración de las animaciones el equipo técnico y académico trabajaron en conjunto para que éstas mostraran de la mejor manera posible la situación y el tema a tratar. Dentro de la práctica encontramos, también, que otro grupo de profesores ya tenían materiales que usaban en sus clases, esos esfuerzos 6

individuales fueron enriquecidos a partir de una evaluación y adecuación realizados por el equipo técnico. El equipo técnico diseñó y elaboró el sitio Ciencia Mater partiendo de la estructura por carrera, materia y semestre de las 8 áreas de estudio que se imparten en la Facultad de Ciencias de la UNAM. Parte del proceso identitario e institucional de nuestra Facultad se ve reflejado en la temática prehispánica, ésta fue la que obtuvo mayor aceptación entre la comunidad, con los argumentos de que esta medida fortalece la identidad con nuestra Facultad, nuestra universidad y nuestra cultura nacional. Cabe señalar que los nombres en náhuatl de los edificios que conforman la historia contemporánea de nuestra Facultad han sido dados por el profesor emérito Miguel León Portilla.

Ciencia Mater cuenta ya con un sitio web y un portal de acceso p. El menú de acceso principal del portal presenta una opción llamada catálogo en la que se señala un sistema de localización de los materiales categorizados por materia y semestre. Está organizada en series: Serie: Conceptual metodológica. Secuencias didácticas sobre Ciencias Materiales y videos de diversas áreas de conocimiento, cuyo propósito es facilitar conocimiento, formas de análisis, aplicaciones, evaluación. Serie: Orientación vocal y profesional. Videos con académicos de diferentes licenciaturas y áreas de especialización, cuyo propósito es brindar información sobre la naturaleza y características de cada una de ellas, así como su campo de trabajo Serie Apoyo para aprendizaje y para investigación. 7

Diversos recursos en multimedia, como orientadores para reforzar el aprendizaje y el desarrollo de proyectos de investigación. La producción de videos implica de manera general los siguientes aspectos: · Realización del guión correspondiente · Instrumentación de la práctica · Toma del video · Edición del video · Montaje en plataforma

Actualmente Se tienen incorporados 40 materiales de las áreas de Matemáticas, Física y Biología; sobre aprendizaje e investigación. Y están en proceso otros 40. A continuación mostramos algunas gráficas de los materiales que ya tienen acceso público.

Matemáticas Semestre 1 • • • • •

Materia: Cálculo Diferencial e Integral I Conjuntos (concepto, operaciones, propiedades, prácticas y problemas) Funciones (concepto, funciones, operaciones, gráficas y ejercicios) Números reales (concepto, axiomas, teoremas, modelos y ejercicios) Límite (conceptos, definición, teoremas, ejemplos y ejercicios) Derivadas (conceptos, funciones, teoremas, aplicaciones y ejercicios)

Este material se puede encontrar también en: Actuaría Semestre 2 8

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Materia: Cálculo Diferencial e Integral II Aproximación polinomial Funciones Trigonométricas Aplicaciones integrales Integración Integrales Funciones log y exp Teorema fundamental Semestre IV Materia: Cálculo Diferencial e Integral IV Integral Múltiple Herramientas de aprendizaje Biología: Semestre I.

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Materia: química: Videos Equilibrio químico Reducción-oxidación. (redox) Equilibrio redox Equilibrio redox del Cromo Equilibrio redox de Permanganato de Potasio

Semestre 2. Materia: Protistas y Algas Animaciones 9

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Desarrollo de filamento polisifónico Pseudoparénquima Semestre 3.

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Materia: bioestadística Animaciones Metodología estadística Variables Semestre 4.

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Materia: Biología de Plantas II Práctica Propagación por esquejes

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Videos Transpiración Práctica Respiración radical Práctica Potencial hídrico Semestre 5

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Materia: Genética •Mutaciones Animaciones Cuadro de Punnet Ciclo celular Mitosis Operón de lactosa

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Optativas • •

Materia: Entomología Técnicas de Colecta Entognata y Apterygota

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Materia: Artrópodos Acárida Material el proceso de montaje Materia: Artrópodos Artrópodos Chelicerata 11

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En la Serie “Apoyo para aprendizaje y para investigación , se han desarrollado los Videos ¿Cómo aprendo? ¿Cómo elaborar un proyecto? Ejemplo de ¿cómo aprendo?

Conclusiones La elaboración de materiales educativos ha sido una práctica de académicos de manera natural en los procesos de enseñanza. La innovación de nuestra propuesta es la intención, los procedimientos y la elección específica de materiales relativos a las ciencias. La intención de la sencillez para el acceso, de la equidad y particularmente de generar una oferta que brinda elementos para el autoaprendizaje, para repasar, reforzar, practicar, aplicar conocimiento y habilidades e inclusive hacer nuevas propuestas sobre materiales de apoyo. Los procedimientos que parten de un trabajo colaborativo entre profesionales de diversas disciplinas del área científica, lo que se traduce en un trabajo interdisciplinario e interdepartamental. La elección de materiales que fortalezcan y mejoren la formación de los alumnos, de manera específica en las materias con índices altos de abandono y reprobación. Y finalmente, poder difundir el acceso a este Centro virtual a la comunidad latinoamericana. Bibliografía Anuies. Anuario Estadístico de Educación Superior.. Ciclo escolar 2014-2015. México, D.F. 12

Castaño-Meneses G., B. Mejía RJ. A, Moreno-Hernández, 2007. La enseñanza de los insectos a través de video en el Aula de Entomología del CEVIENBI. Entomología Mexicana. 7:1163-1166 pp. Comisión de atención al rezago, Facultad de Ciencias. 2014. Informe preliminar, fase 1 académicos. Documento interno, Facultad de Ciencias, UNAM. División de estudios profesionales. Análisis de las trayectorias escolares 2000-2015 de las licenciaturas de la Facultad de Ciencias. Documento interno. UNAM Cd. de México, México. Galindo-Miranda N.E, J Montes R, A. González E. “El uso de materiales didácticos para el análisis y manejo de conceptos complejos” III Convención Internacional y X Nacional de Profesores de Ciencias Naturales. Toluca, México. 15 de noviembre de 2012. Galindo Miranda N. ¿Y yo, cómo aprendo? IV Convención Internacional y XI Nacional de Profesores de Ciencias Naturales. San Cristóbal de las Casas, Chiapas, México. 15 de noviembre de 2014. Moreno-Hernández J.A. G. López-Campos. J.A., I.M. Vázquez, 2008. Las arañas como ejemplo de imágenes en tercera dimensión (3D) para apoyar la docencia y difusión de su conocimiento. Entomología Mexicana. 7:62-65 pp. Moreno-Hernández J.A. G. Castaño-Meneses. A. García-Gómez 2008. El uso de anaglifos para la divulgación de la entomología. Entomología Mexicana. 7:111-114 pp. Ordaz-Téllez M.G., J.A. Moreno-Hernández. 2006. El aula virtual de genética del centro virtual de enseñanza de la Biología (CEVIENBI). Un apoyo al proceso enseñanza-aprendizaje de la genética. Memorias. Congreso Nacional de la Sociedad Mexicana de Genética. San Cristóbal de las Casas, Chiapas. México. 25 al 29 de septiembre. p. 17. Proyecto PAPIME PE403614 Ciencia Mater, Sistema de información y materiales didácticos en línea para las licenciaturas en Ciencias. SEP. Enlace 2014. Resultados históricos ENLACE Básica 2006-2013. México, D.F. Vázquez I, G.M. López-Campos, J. A. Moreno-Hernández. 2007. Los videos como material de apoyo en la enseñanza de los artrópodos dentro del CEVIENBI. Entomología Mexicana. 7:1226-1229 pp. http://planea.sep.gob.mx/ms/estadisticas/

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