Modelo educativo para fortalecer competencias
investigativas en estudiantes del nivel primario
Resumen: Las habilidades de investigación científica son una herramienta indispensable para todas las
profesiones, sin embargo, no suelen estar directamente vinculadas a los currículums escolares. En este
trabajo se ha desarrollado un modelo educativo centrado en el desarrollo de habilidades para la investigación
científica, con el propósito de fomentar la cultura investigativa en niños de primaria. Para ello se formaron dos
grupos de trabajo: experimental y control. Se evaluaron los métodos clásicos de enseñanza en la asignatura
de Ciencia y Tecnología y se contrastaron con un modelo innovador basado en la indagación científica,
logrando observar que ambos métodos son eficientes, sin embargo, solo el método de indagación ofrece un
aprendizaje significativo y perdurable, además que brinda un impacto socio-emocional en los estudiantes.
Palabras clave: indagación científica, competencia investigativa básica, aula invertida, procesos didácticos.
ISSN-E: 2542-3401, ISSN-P: 1316-4821
Universidad, Ciencia y Tecnología,
Número Especial 2024, (pp. 152-162)
López Chira César Gerson
https://orcid.org/0000-0003-1881-8188
cesarl@ucvvirtual.edu.pe
Universidad César Vallejo Filial Piura
Piura, Perú
152
Recibido (22/11/2023), Aceptado 15/01/2024)
https://doi.org/10.47460/uct.v28iSpecial.785
Educational model to strengthen research skills in primary level students
Abstract.- Scientific research skills are essential for all professions, yet they are not usually directly linked to
school curricula. In this work, we have developed an educational model focused on the development of skills
for scientific research to promote the culture of research in primary school children. For this, two work groups
were formed: experimental and control. The classic teaching methods in Science and Technology were
evaluated and contrasted with an innovative model based on scientific inquiry, observing that both are
efficient. However, only the inquiry method offers meaningful and lasting learning, in addition to providing a
socio-emotional impact on students.
Keywords: scientific inquiry, basic investigative competence, flipped classroom and didactic processes.
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I. INTRODUCCIÓN
Las destrezas de búsqueda de nuestros educandos y profesores necesitan una mirada, pues se percibe que
las técnicas didácticas en el área no se aplican adecuadamente, y menos con los enfoques de ciencia y
tecnología. Las destrezas de búsqueda de nuestros educandos y profesores necesitan una mirada crítica y
reflexiva, ya que se percibe una brecha significativa en la aplicación adecuada de las técnicas didácticas en el
área, especialmente en lo que respecta a los enfoques de ciencia y tecnología. En un mundo cada vez más
impulsado por la innovación y el avance tecnológico, es fundamental que tanto los estudiantes como los
docentes desarrollen habilidades sólidas de búsqueda, evaluación y aplicación de información relevante. En
este contexto, resulta imperativo que los educadores reconozcan la importancia de enseñar a los estudiantes
cómo acceder a recursos confiables y actualizados en línea, así como también cómo discernir entre
información veraz y sesgada. Además, deben fomentar el pensamiento crítico y la capacidad de análisis en sus
estudiantes, para que puedan evaluar de manera efectiva la validez y la relevancia de la información que
encuentran.
Asimismo, es esencial que los docentes se mantengan actualizados con respecto a las nuevas herramientas y
tecnologías disponibles para la búsqueda y el análisis de información, y que estén dispuestos a incorporar
estas herramientas en su práctica pedagógica. Esto les permitirá proporcionar a los estudiantes una
educación más relevante y adaptada a las demandas del mundo moderno. Es importante resaltar que mejorar
las destrezas de búsqueda de nuestros educandos y profesores en el área de ciencia y tecnología requiere un
enfoque integral que incluya tanto la actualización de las técnicas didácticas como el desarrollo de habilidades
críticas y tecnológicas. Solo así podremos preparar a las futuras generaciones para enfrentar los desafíos y
aprovechar las oportunidades que ofrece el mundo contemporáneo.
En este trabajo se ha propuesto una estrategia educativa basada en la incorporación de los fundamentos de
investigación científica en las asignaturas de ciencia and tecnología de estudiantes de nivel primario. Esta
propuesta pretende enriquecer el panorama formativo de los estudiantes aportando conocimientos para su
futuro profesional, y al mismo tiempo impulsando la generación de nuevos desarrollos científicos y nuevas
propuestas innovadoras. Añadiendo nuevos enfoques al proceso educativo, como la investigación científica,
los estudiantes pueden desarrollar sus capacidades de pensamiento crítico, habilidades de resolución de
problemas y una comprensión más profunda de los conceptos. Esta propuesta en el proceso educativo
implica fomentar la curiosidad natural de los estudiantes y guiarlos hacia la exploración activa, el
descubrimiento y la comprensión autónoma. Este enfoque pedagógico va más allá de la simple transmisión de
información, brindando a los estudiantes la oportunidad de participar activamente en la construcción de su
conocimiento.
La investigación científica también promueve el desarrollo de habilidades prácticas, como la observación
cuidadosa, la recopilación y análisis de datos, así como la formulación y evaluación de hipótesis. Los
estudiantes aprenden a plantear preguntas, diseñar experimentos y sacar conclusiones basadas en la
evidencia recopilada, lo que refuerza sus capacidades para abordar problemas de manera sistemática y
reflexiva [3],[4].
II. DESARROLLO
El proceso de enseñanza en educación primaria es crucial para preparar a los estudiantes para su vida
académica y profesional posterior. En este nivel educativo, los estudiantes están en una etapa de desarrollo
intelectual y emocional en la que están listos para adquirir habilidades más avanzadas y profundizar en áreas
específicas de conocimiento.
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La enseñanza en el nivel primario debe ser diseñada de manera que fomente el pensamiento crítico, la
resolución de problemas, la creatividad y el desarrollo de habilidades de investigación. La incorporación de
herramientas de investigación científica en la enseñanza es fundamental por varias razones, en principio, al
introducir a los estudiantes en el proceso de investigación científica les permite adquirir habilidades
fundamentales como la formulación de preguntas de investigación, la recopilación y análisis de datos, la
interpretación de resultados y la comunicación efectiva de sus hallazgos. Luego es importante comprender
que la investigación científica implica analizar evidencia, cuestionar suposiciones y evaluar la validez de los
argumentos. Este proceso fomenta el pensamiento crítico en los estudiantes, ayudándoles a desarrollar una
comprensión más profunda y reflexiva de los conceptos que están estudiando. Además, les permite a los
estudiantes aplicar los conceptos y teorías aprendidos en el aula a situaciones reales. Esto les ayuda a ver la
relevancia y el impacto práctico de lo que están estudiando, lo que puede aumentar su motivación y
compromiso con el aprendizaje.
Las habilidades de investigación científica son altamente valoradas en la educación superior y en el mercado
laboral. Los estudiantes que están familiarizados con el proceso de investigación estarán mejor preparados
para enfrentar los rigores académicos de la universidad y para contribuir de manera significativa en entornos
profesionales que requieren habilidades analíticas y de resolución de problemas. De esta manera, la
incorporación de herramientas de investigación científica en la enseñanza en el nivel primario es fundamental
para promover el desarrollo integral de los estudiantes y prepararlos para enfrentar los desafíos del mundo
moderno. Estas habilidades no solo son relevantes para su éxito académico, sino que también les
proporcionan las herramientas necesarias para ser ciudadanos informados y participativos en una sociedad
cada vez más impulsada por la ciencia y la tecnología.
A. Habilidades investigativas
Para desarrollar apropiadas destrezas en investigación, es necesario que el estudiante cuente con
habilidades complementarias como lectura comprensiva, búsqueda bibliográfica, manejo de buscadores, uso
de recursos de información como libros, documentos académicos, periódicos, entre otros. Estas habilidades
pueden desarrollarse de manera autónoma según las características propias del individuo, pero además
pueden motivarse y conducirse con el apoyo docente [10]. Estos elementos les permitirán a los estudiantes
hacer planes de trabajo que le faciliten un orden y una coherencia en el manejo de la información y la
formulación y desarrollo de trabajos de investigación [11], [12], [13].
B. Actitudes Científicas
Las actitudes científicas en los estudiantes del nivel primario son fundamentales para su desarrollo
académico y personal. Estas actitudes incluyen la curiosidad, el pensamiento crítico, la apertura a nuevas
ideas, la disposición para explorar y experimentar, así como la capacidad para enfrentar desafíos y fracasos
como parte del proceso de aprendizaje. Fomentar estas actitudes en los estudiantes es crucial para cultivar
una cultura de investigación y descubrimiento en el aula. En este sentido, los docentes pueden estimular la
curiosidad de los estudiantes planteando preguntas desafiantes, presentando problemas intrigantes y
mostrando cómo la ciencia puede ayudar a comprender el mundo que nos rodea. También es importante
alentar a los estudiantes a hacer preguntas y explorar sus propios intereses científicos, además de evaluar la
evidencia y desarrollar argumentos basados en datos. Los docentes pueden enseñarles a aplicar métodos
científicos para investigar y resolver problemas, y a examinar críticamente las afirmaciones basadas en la
evidencia disponible.
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Por otra parte, la experimentación es una parte fundamental del proceso científico. Los docentes pueden
ofrecer oportunidades para que los estudiantes diseñen y realicen experimentos, recolecten y analicen datos,
y saquen conclusiones basadas en sus hallazgos. Esto les permite aprender de manera activa y desarrollar
habilidades prácticas importantes. También es importante destacar que la ciencia rara vez se realiza en
solitario; generalmente implica colaboración y trabajo en equipo. Los docentes pueden fomentar la
colaboración entre los estudiantes al asignar proyectos grupales, actividades de laboratorio o discusiones en
clase. Esto les ayuda a desarrollar habilidades sociales y a aprender a trabajar eficazmente en grupo. En este
sentido, es importante que los docentes reconozcan y valoren el esfuerzo y la perseverancia de los
estudiantes en el proceso de aprendizaje científico. Esto incluye el reconocimiento del valor de los errores y
los fracasos como oportunidades de aprendizaje, así como el apoyo emocional para superar los desafíos y
continuar explorando nuevas ideas.
III. METODOLOGÍA
La investigación es de tipo aplicada, y estuvo compuesta por los elementos descritos en la figura 1. Se
observa que tanto el grupo de control como el experimental realizaron el pretest, sin embargo, durante el
proceso recibieron dos tipos de metodología, con el fin de contrastar la relevancia académica en ambos
métodos y el impacto en el aprendizaje significativo de la asignatura de ciencia y tecnología de los estudiantes
de quinto grado de primaria.
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Fig. 1. Diagrama de ejecución de la investigación.
Fuente: Elaboración propia.
Se realizó el pretest con el fin de conocer el estado inicial de los estudiantes en cuanto a los conocimientos
adquiridos en la asignatura, en la tabla 1 se muestran los principales elementos considerados para esta
evaluación.
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Tabla 1. Variables consideradas en la evaluación de suficiencias de la asignatura.
Con estas premisas y sustentando con la debida revisión bibliográfica, se lograron definir las variables que
debe contener el programa de indagación científica, con el fin de aplicarlo para la mejora del aprendizaje
significativo en los estudiantes. En la tabla 2 se muestra la revisión bibliográfica realizada para definir las
variables del programa.
Tabla 2. Análisis bibliográfico.
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Considerando los elementos de la revisión bibliográfica, se pudo deducir que las variables asociadas el
programa de indagación científica, deben ser las siguientes:
Comprensión conceptual: El plan debe asegurar que los estudiantes adquieran una comprensión sólida de
los conceptos científicos relevantes para el área de estudio, así como la capacidad de aplicar esos conceptos
en situaciones prácticas.
Habilidades de investigación: Debe fomentar el desarrollo de habilidades de investigación, incluyendo la
capacidad de formular preguntas científicas, diseñar experimentos o investigaciones, recopilar y analizar datos
de manera sistemática y sacar conclusiones basadas en la evidencia.
Pensamiento crítico: Debe promover el pensamiento crítico alentando a los estudiantes a cuestionar, evaluar
y analizar la información científica de manera objetiva, identificando sesgos, prejuicios y falacias en el proceso
de investigación y argumentación.
Comunicación científica: Debe incluir oportunidades para que los estudiantes desarrollen habilidades de
comunicación efectiva, tanto oral como escrita, para presentar sus hallazgos de manera clara, precisa y
adecuada al público objetivo.
Alfabetización en tecnología: Debe incorporar el uso de herramientas y tecnologías relevantes para la
recopilación, análisis y presentación de datos científicos, preparando a los estudiantes para utilizar las
tecnologías disponibles en la investigación y práctica científica.
Actitudes hacia la ciencia: Debe abordar las actitudes y percepciones de los estudiantes hacia la ciencia,
fomentando el interés, la curiosidad y la confianza en su capacidad para participar en la investigación científica
y comprender su relevancia en la sociedad.
Colaboración y trabajo en equipo: Debe promover la colaboración entre los estudiantes, alentándolos a
trabajar juntos en proyectos de investigación científica y a compartir ideas, responsabilidades y recursos de
manera efectiva en equipos multidisciplinarios.
RESULTADOS
Se presentan los resultados encontrados al aplicar el pretest en ambos grupos de estudios. En la tabla 3 se
puede visualizar que los estudiantes no tienen la debida suficiencia en la asignatura analizada. Estos
resultados permiten afirmar que es necesario mejorar las metodologías educativas aplicadas en la clase y
promover un pensamiento crítico, abierto al cambio y apto para la comprensión, y no retención, de los
conceptos asociados.
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Tabla 3. Resultados del pretest en el grupo de control y el grupo experimental.
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Se observa que en el grupo de control solo el 9% de los estudiantes logra expresar un pensamiento crítico
apto para alcanzar las competencias de la asignatura, así mismo solo un 18% mostró habilidades de
investigación, de la misma manera, los resultados en el grupo experimental demuestran que los estudiantes
no alcanzan la suficiencia en la asignatura. Estos resultados son representativos para poder afirmar que es
necesario incorporar nuevas estrategias educativas que favorezcan al estudiante en cuanto al conocimiento,
uso y aplicación de la ciencia. Esta prueba preliminar permitió definir un plan de trabajo que promueva la
indagación científica y la alfabetización de la ciencia. Tomando en cuenta los resultados obtenidos, se diseñó
el plan metodológico dispuesto en la tabla 4, donde se puede apreciar la inclusión de las variables principales
necesarias para la ejecución de una indagación científica apta para los estudiantes. Este plan de enseñanza
proporciona una estructura para integrar actividades que promueven el desarrollo de habilidades de
investigación, pensamiento crítico, comunicación científica, alfabetización en tecnología, actitudes hacia la
ciencia y trabajo en equipo, mientras se profundiza en la comprensión conceptual de la asignatura de Ciencia,
y Tecnología.
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Tabla 4. Plan de indagación científica para la asignatura de ciencia y tecnología.
El plan de enseñanza basado en la indagación científica para la asignatura de Ciencia y Tecnología presenta
una estructura sólida que promueve el desarrollo integral de los estudiantes en múltiples dimensiones. Al
incorporar actividades diseñadas para fomentar la comprensión conceptual, habilidades de investigación,
pensamiento crítico, comunicación científica, alfabetización en tecnología, actitudes hacia la ciencia y
colaboración en equipo, el plan aborda de manera holística las diversas competencias necesarias para la
formación científica y tecnológica de los estudiantes. Este enfoque integral reconoce la interconexión entre
estas variables y su importancia en el desarrollo de una ciudadanía informada y preparada para abordar los
desafíos complejos de la sociedad contemporánea.
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Además, el plan proporciona una plataforma efectiva para el aprendizaje activo y participativo, donde los
estudiantes no solo adquieren conocimientos teóricos, sino que también se involucran en la práctica científica
real. A través de actividades de investigación guiada, experimentación, análisis de datos y presentación de
resultados, los estudiantes desarrollan habilidades prácticas y reflexivas que les permiten hacer conexiones
significativas entre la teoría y la práctica científica. Al mismo tiempo, la evaluación formativa y la
retroalimentación entre pares garantizan un proceso de aprendizaje continuo y una mejora constante en las
habilidades y competencias científicas de los estudiantes. En resumen, este plan de enseñanza ofrece una
base sólida para cultivar una nueva generación de científicos y ciudadanos comprometidos con el avance del
conocimiento y la solución de problemas del mundo real.
Por otra parte, el grupo de control recibió una enseñanza clásica, basada en la memorización. En este caso,
las actividades estuvieron guiadas por la formulación de fichas conceptuales, donde el estudiante responde
según lo que alcance a recordar. En este trabajo los estudiantes trabajaron con el tema de la célula, el átomo y
la interacción atómica. Recibieron clases magistrales, acompañadas de diapositivas y explicaciones
bibliográficas. La forma de trabajo en el aula fue en grupos o individuales, permitiendo la interacción social del
colectivo, pero incorporando pruebas parciales memorísticas que miden el tiempo de respuesta y la
capacidad de retención de la información.
Una vez aplicadas ambas metodologías en ambos grupos, se realizó un post test para conocer la suficiencia
en los temas tratados, con el propósito de verificar cuál de los métodos educativos ofrece un aprendizaje más
significativo y eficiente a largo plazo. En la tabla 5 se presentan los resultados de la evaluación final, donde se
puede observar que hubo una diferencia significativa entre los grupos, destacando que el grupo experimental
alcanzó un porcentaje mayor en todas las categorías, lo que demuestra que el método de indagación científica
ofrece mejores prestaciones educativas y un mayor rendimiento en la asimilación del conocimiento.
Tabla 5. Resultados del post test en ambos grupos de estudios.
Se pueden observar las diferencias en los porcentajes de estudiantes que alcanzaron la suficiencia en las
diferentes variables entre el grupo de control y el grupo experimental después de la aplicación del plan de
indagación científica. En general, se observa un aumento significativo en los porcentajes de estudiantes que
alcanzaron la suficiencia en todas las variables en el grupo experimental en comparación con el grupo de
control. Estas diferencias sugieren que la implementación del plan de indagación científica tuvo un impacto
positivo en el rendimiento de los estudiantes en estas áreas. Sin embargo, algunas variables mostraron una
mejora notablemente mayor que otras. Por ejemplo, el pensamiento crítico experimentó un aumento del 37%
en el grupo experimental, en comparación con el 30% de aumento en la comprensión conceptual. Esto
sugiere que el plan de indagación científica pudo haber tenido un impacto particularmente fuerte en el
desarrollo del pensamiento crítico de los estudiantes.
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Por otra parte, resulta interesante observar que, en algunas variables, como las actitudes hacia la ciencia, la
brecha entre el grupo de control y el grupo experimental al inicio del estudio era considerable (11% vs 13%) y
se hizo aun mayor en la fase posterior luego de aplicar el plan (38% vs. 85%). Esto sugiere que el plan no solo
mejoró el rendimiento de los estudiantes, sino que también ayudó a cerrar la brecha entre los dos grupos.
Además, la variable de colaboración y trabajo en equipo mostró la mayor diferencia entre el grupo de control
y el grupo experimental, con un aumento del 91% en el grupo experimental en comparación con el 53% en el
grupo de control. Esto sugiere que el enfoque de trabajo colaborativo promovido por el plan de indagación
científica fue especialmente efectivo para mejorar estas habilidades en los estudiantes.
A. Contrastación de la Hipótesis
En el análisis de los resultados de la prueba de hipótesis utilizando la prueba U de Mann-Whitney, se evaluó
si existían diferencias significativas entre los grupos de control y experimental en los puntajes obtenidos en el
pretest y post test. En el pretest, no se encontraron diferencias significativas entre los grupos de control y
experimental. La prueba de hipótesis arrojó un valor de P=0,822, que es mayor que el nivel de significancia
establecido (0,05). Por lo tanto, no se rechaza la hipótesis nula, lo que indica que las diferencias observadas en
los puntajes entre los dos grupos no son estadísticamente significativas.
Esto sugiere que, antes de la intervención (es decir, antes de la implementación del plan de indagación
científica), los dos grupos eran comparables en términos de sus puntajes en la variable medida. Por otro lado,
en el post test, se encontraron diferencias significativas entre los grupos de control y experimental. La prueba
de hipótesis arrojó un valor de P=0,000, que es menor que el nivel de significancia establecido (0,05). Por lo
tanto, se rechaza la hipótesis nula, lo que indica que las diferencias observadas en los puntajes entre los dos
grupos son estadísticamente significativas. Esto sugiere que, después de la intervención, hubo un cambio
significativo en los puntajes entre los dos grupos. Específicamente, el grupo experimental (que recibió el plan
de indagación científica) mostró un aumento significativo en sus puntajes en comparación con el grupo de
control. Los resultados de la prueba de hipótesis indican que la implementación del plan de indagación
científica tuvo un impacto significativo en los puntajes de los estudiantes en el post test, lo que sugiere que el
plan fue efectivo para mejorar el rendimiento en la variable medida. Sin embargo, no se encontraron
diferencias significativas entre los grupos en el pretest, lo que indica que los grupos eran comparables antes
de la intervención. Esto respalda la efectividad del plan de indagación científica para mejorar los resultados en
la variable medida en comparación con la enseñanza tradicional.
CONCLUSIONES
La implementación del plan de indagación científica ha demostrado tener un impacto positivo en el
rendimiento estudiantil, como lo indican las mejoras significativas en las variables evaluadas, como
comprensión conceptual, habilidades de investigación, pensamiento crítico, comunicación científica y actitudes
hacia la ciencia. Esto sugiere que el enfoque de enseñanza basado en la indagación científica es efectivo para
promover un aprendizaje más profundo y significativo en la asignatura de ciencia y tecnología.
El plan de indagación científica ha demostrado ser efectivo para desarrollar una amplia gama de habilidades
en los estudiantes, incluyendo habilidades de investigación, pensamiento crítico, comunicación científica,
alfabetización en tecnología y colaboración en equipo. Estas habilidades son esenciales para el éxito en la
educación superior, la carrera profesional y la participación ciudadana en la sociedad moderna.
El plan de indagación científica ha demostrado ser eficaz para cerrar las brechas educativas entre diferentes
grupos de estudiantes, como lo indica la reducción de las disparidades en el rendimiento entre el grupo de
control y el grupo experimental. Esto sugiere que el enfoque de enseñanza basado en la indagación científica
puede contribuir a una mayor equidad en la educación al proporcionar a todos los estudiantes oportunidades
igualitarias para el éxito académico.
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El énfasis en el desarrollo de habilidades de investigación, pensamiento crítico, comunicación científica y
colaboración en equipo en el plan de indagación científica prepara a los estudiantes para enfrentar los
desafíos del siglo XXI, donde se requiere una comprensión profunda de la ciencia y la tecnología para abordar
problemas complejos a nivel local y global.
Los resultados obtenidos del estudio muestran que el método clásico memorístico empleado en el grupo de
control no fue óptimo para que los estudiantes alcanzaran las competencias necesarias en la materia. La falta
de mejoras significativas en las variables evaluadas, como la comprensión conceptual, las habilidades de
investigación, el pensamiento crítico, la comunicación científica y la colaboración en equipo, sugiere que este
enfoque tradicional de enseñanza puede ser limitado en su capacidad para promover un aprendizaje
profundo y significativo en la asignatura de ciencia y tecnología. Estos hallazgos resaltan la necesidad de
explorar y adoptar enfoques pedagógicos más innovadores y centrados en el estudiante, como el plan de
indagación científica, que han demostrado ser más efectivos para desarrollar las habilidades y competencias
requeridas para el éxito en la educación y la vida profesional en el siglo XXI.
Los resultados obtenidos respaldan la validez del enfoque de enseñanza basado en la indagación científica
como una estrategia efectiva para mejorar el aprendizaje en la asignatura de ciencia y tecnología. Esto sugiere
que los educadores pueden beneficiarse al adoptar este enfoque en su práctica docente para promover un
aprendizaje más activo, significativo y centrado en el estudiante.
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AUTOR
López Chira César Gerson. Magister en gestión educativa, docente del nivel primario,
actualmente trabaja en la I.E.P Santa Rosa de Piura, con 25 años de servicio.
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