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20052005

ACTA LATINOAMERICANA DEMATEMÁTICA EDUCATIVA

VOLUMEN 18

ii

Comité Latinoamericano de Matemática Educativa CLAME

Consejo Directivo

Gustavo Martínez Sierra (Presidente) presidencia@clame.org.mxGermán Beitía Secretario secretario@clame.org.mxJoaquín Padovani Tesorero tesorero@clame.org.mxGisela Montiel Espinosa Vocal Norteamérica vocal_norteamerica@clame.org.mxJuan Raúl Delgado Rubí Vocal Caribe vocal_caribe@clame.org.mxCecilia Crespo Vocal Sudamérica vocal_sudamerica@clame.org.mx

Consejo Consultivo

Egberto Agard eagard@sinfo.netRicardo Cantoral rcantor@cinvestav.mxFernando Cajas fercajas@hotmail.comGuadalupe de Castillo guadalu@cwp.net.paEvarista Matías carmen.matias@codetel.net.doTeresita Peralta tperalta@cariari.ucr.ac.cr

Comisión de Admisión

Francisco Cordero fcordero@cinvestav.mx Analida Ardila analidaardila@cableonda.netVíctor Martínez victor@bilbo.edu.uy

Comisión de Promoción Académica

Javier Lezama jlezama@ipn.mxEdison de Faria edefaria@cariari.ucr.ac.crYolanda Serres serresy@ucv.veLeonora Díaz leonorad@netup.clMayra Castillo mayracastillo@hotmail.comUldarico Malaspina umalasp@pucp.edu.pe

ACTA LATINOAMERICANA DEMATEMÁTICA EDUCATIVA

VOLUMEN 18

Editores

Javier Lezama Cicata-IPN Mario Sánchez Cicata-IPN Juan Gabriel Molina Cicata-IPN

Editores Asociados Apolo Castañeda, Cecilia Crespo, Lorenzo Contreras, Mario García, Elizabeth Mariscal, Gustavo Martínez, Gisela Montiel, Alejandro Rosas.

Colaboración TécnicaJanet Ramírez, Allan de la Cruz.

Diseño Patricia Sánchez

Derechos Reservados ® COMITÉ LATINOAMERICANO DE MATEMÁTICA EDUCATIVA A.C.CMM-040505-IC7Se autoriza la reproducción total o parcial, previa cita a la fuente.

ISBN: 970-9971-00-X

Digitalizado en México/Junio de 2005

iv

COMITÉ CIENTÍFICO DE EVALUACIÓN

Armando Albert Gustavo Martínez

Gustavo E. Bermúdez Otilio B. Mederos

Gabriela Buendía Eduardo Miranda

Guadalupe Cabañas Juan Gabriel Molina

Ricardo Cantoral Gisela Montiel

Alberto Camacho Luis Roberto Moreno

Patricia Camarena Germán Muñoz

Luis Campistrous Hugo Parra

Apolo Castañeda Juan Carlos Piceno

Francisco Cordero Christiane Ponteville

Cecilia R. Crespo Evelia Reséndiz

Juan Raúl Delgado Celia Rizo

Crisólogo Dolores Carlos Rondero

Ed Dubinsky Blanca Ruiz

Rosa María Farfán David Warren Ruiz

Marcela Ferrari Mario Sánchez

Rosa Cecilia Gaita Eduardo San Martín

Agustín Grijalva Yolanda Serres

Juan Guadarrama Mayra Solana

Silvia Elena Ibarra Liliana Suárez

Javier Lezama María del Socorro Valero

Uldarico Malaspina

Tabla de Contenidos

v

Presentación Comisión Académica del Acta Latinoamericana de Matemática Educativa 2005 xvii

CATEGORÍA 1: ANÁLISIS DEL CURRÍCULUM Y PROPUESTAS PARA LA ENSEÑANZA DE LAS MATEMÁTICAS 1

Introducción 3

Tránsito entre Representaciones en Matemáticas ¿Pensamiento Global o Local? 5Juan Alberto Acosta

Preconceptos en el Aprendizaje del Cálculo 11Martha Alvarado y Carlos García

Papel de la Teoría de Conjuntos en la Construcción de losNúmeros Naturales 19Mario J. Arrieche

Significados de la Probabilidad en la Educación Secundaria 27Carmen Batanero

Sistemas Sintéticos. Lo Inteligible en los Manuales parala Enseñanza 35Alberto Camacho

La Metodología de la Verosimilitud Empírica 43Gonzalo Delgado

Educación de Adultos ¿Saberes Matemáticos Previos o Saberes Previos a los Matemáticos? 51María Fernanda Delprato

Propuesta Didáctica para la Enseñanza de las Matemáticas 57Edith Dubon

Qué Ideas Tienen los Estudiantes Acerca de su Comprensión: Un Estudio Transversal 63Inés Elichiribehety y María Rita Otero

Tabla de Contenidos

vi

Enseñanza y Comprensión del Enfoque Frecuencial de laProbabilidad en Segundo Grado de Secundaria 71Saúl Elizarraras

Un Marco para la Evaluación de la Estadística en Ingeniería 79Daniel Fernández y Mónica Guitart

La Resolución de Problemas como Herramienta de Diagnóstico del Proceso de Enseñanza y Aprendizaje de la Matemática en Educación Diversificada y Profesional 87Thairo Figueroa y Mario Arrieche

Ecuación Cuadrática: Una Ingeniería Didáctica para su Enseñanza 93María Rey Genicio, Graciela Lazarte, Silvia Porcinitoy Clarisa Hernández

Fractal: Ideas y Percepciones de Estudiantes entre 15 y 17 Años 101Sabrina Harbin y Miriam Mireles

Métodos Participativos, Un Arma Poderosa para el Aprendizaje 109Yolanda Hernández y Armando de Pedro Lugo

Concepciones que los Alumnos de Nivel Medio SuperiorTienen sobre los Ángulos Negativos y Mayores de 360° 115

Rosario Lluck, Graciela Valdés, Santiago R. Velázquezy Gustavo Martínez

Dificultades de Comprensión de Estocásticos en la Educación Secundaria 123José Manuel López

La Habilidad Ubicación Espacial Matemática, como Habilidad Esencial, en la Visualización Matemática 131Lilia López, Alfredo Alanís y Olga L. Pérez

Convención Didáctica sobre la Demostración Geométrica 139Efrén Marmolejo y María del Carmen Solano

Significados Personales de la Derivada en Estudiantes de Ingeniería 147Albéniz A. Meléndez y Mario J. Arrieche

Tabla de Contenidos

vii

Una Propuesta para la Enseñanza de la Geometría en la Educación Primaria 155Hermes Nolasco

Uso del Conocimiento Estadístico en Egresados de PsicologíaEducativa de la Universidad Pedagógica Nacional 161

Arcelia Palacios, Cuauhtémoc G. Pérez, Yanelly Arellano, Nancy Hernández,Sonia Villaseñor y Angelina González

Plan Estratégico para Mejorar la Eficiencia Terminal en Cursos de Matemáticas 169Carlos Daniel Prado

La Prensa como Medio y Recurso Didáctico en la Resolución deProblemas Matemáticos 177Ana Guadalupe Quiroga y Olga Lidia Pérez

Didáctica de la Probabilidad y Estadística. El Caso de laVariable Aleatoria 185Blanca R. Ruiz Hernández y José Armando Albert Huerta

Algunas Dificultades en la Conversión Gráfico-Algebraica de Situaciones de Vectores 193José Luis Soto

La Mediación…un Factor Fundamental en la Construcción de Aprendizajes Significativos 201Gloria Suhit y Marta Baunaly

Razonamiento Probabilístico en Estudiantes del Nivel Superior 207Manuel Alfredo Urrea

El Desarrollo Intelectual y la Resolución de Problemas 215María del Valle y Eduardo Mardones

Enseñanza y Comprensión del Enfoque Clásico de laProbabilidad en Primer Grado de Secundaria 223Orlando Vázquez

Tabla de Contenidos

viii

El Papel de las Representaciones en el Éxito de la Resolución de Problemas 231José Luis Villegas, J. Roberto García y Enrique Castro

CATEGORÍA 2: EL PENSAMIENTO DEL PROFESOR, SUS PRÁCTICAS Y ELEMENTOS PARA SU FORMACIÓN PROFESIONAL 239

Introducción 241

Pensamiento Complejo y Educación Matemática Crítica 245Martín Andonegui

Incremento, Diferencial y Aproximación Lineal 253José Ismael Arcos

Sistema Para la Gestión, Evaluación y Seguimiento de Sistemasde Enseñanza de las Matemáticas mediante e-Learning 259Juan Baltazar Cruz

Construyendo una Estrategia Metodológica Participativa en el Curso de Geometría del Currículo de Formación del DocenteIntegrador 265Rosa Becerra

Geometría en Bachillerato 273Gustavo Bermúdez

La Resolución de Problemas como un Medio para la Formación del Concepto de Media Numérica. Primera Parte 281Otilio Bienvenido Mederos y José Enrique Martínez

Razones y Proporciones en la Dinámica Cotidiana 289

Anabelle Castro, Rommel Alvarado, Omar Gätgensy Francisco Rodríguez

Comparación de la Enseñanza de la Geometría en losSistemas Escolares Chileno y Francés 295Corine Castela e Ismenia Guzmán

Tabla de Contenidos

ix

Relación de Futuros Profesores de Matemáticas con la Geometría y sus Tareas 303Corine Castela e Ismenia Guzmán

Las Funciones de la Demostración en el Aula de Matemática 307Cecilia R. Crespo y Christiane C. Ponteville

La Geometría en el Arte: Los Vitrales de las Catedrales Góticas 313Cecilia R. Crespo

Geometría para Armar 321Cristina Ferraris

Geometría Dinámica en las Clases de Matemáticas 327Claudia Flores y Betsabé Adalia Contreras

Prácticas Ostensivas en la Enseñanza de la Matemática 335Dilma Fregona

Desarrollos Matemáticos en Arquitectura 341María Dolores García y José Armando Albert

Conflictos Epistémicos en un Proceso de Estudio de laNoción de Función. Implicaciones para la Formación de Profesores 349Juan D. Godino, Miguel R. Wilhelmi y Delisa Bencomo

Significados Institucionales y Personales de las Fraccionesen Educación Básica 357Juviry González y Mario Arrieche

Análisis del Desarrollo de la Puesta en Escena de unaSituación Didáctica “La Función Exponencial 2x ” conEstudiantes de Bachillerato 363Jorge López y Javier Lezama

Tabla de Contenidos

x

La Educación Matemática: Una Aproximación a su Comprensióndesde una Visión Interdisciplinar 369Andrés Moya

El uso Inadecuado de Conceptos Matemáticos en las Escuelas de Ingeniería 377Alejandro Muñoz

Concepciones Dominantes en la Enseñanza del Concepto deNúmero Entero en Estudiantes de Formación Inicial 385Hugo Parra

Transferencia de Resultados: Taller con Docentes de Escuela Media 391

Josefina Royo, Celia Torres, Edna Agostini, Ana Lasserrey Mercedes Naraskevicins

Una Propuesta para Reconstruir el Saber Didáctico y Matemático en un Curso de Actualización Docente 399Yolanda Serres

Diseño de Gráficas a partir de Actividades de Modelación 405Liliana Suárez, Carolina Carrillo y José Iván López

Desarrollo de Habilidades del Pensamiento en Formade Conceptos 411Tania Toledo y Violeta Fernández

El Desarrollo de Habilidades Matemáticas y ActividadesMatemáticas Universales. Sus Implicaciones en laFormación de Profesores 417Santiago Ramiro Velázquez

Concepciones de los Docentes sobre la Matemática. Su Incidencia en la Enseñanza y el Aprendizaje 425

Silvia Vilanova, M. Cristina Rocerau, Perla Medina, Mercedes Astiz, María Oliver, Susana Vecino y Guillermo Valdez

Tabla de Contenidos

xi

CATEGORÍA 3: CONSIDERACIÓN DE ASPECTOS SOCIOEPISTEMOLÓGICOS EN EL ANÁLISIS Y EL REDISEÑO DEL DISCURSO MATEMÁTICO ESCOLAR 431

Introducción 433

Un Estudio del Teorema Fundamental del Cálculo en el Contexto Área Bajo la Curva 437María Antonieta Aguilar

Una Alternativa para la Construcción Aritmética-Algebraica de lasConvenciones Matemáticas Presentes en los Exponentes 445Rocío Antonio y Gustavo Martínez

Prácticas Sociales y Argumentos: El Caso de lo Periódico 451Gabriela Buendía

La Noción de Conservación en el Estudio del Área 457Ma. Guadalupe Cabañas

Socioepistemología de la Predicción 463Ricardo Cantoral, Juan Gabriel Molina y Mario Sánchez

Mecanismos para la Difusión del Discurso Matemático Escolar 469Apolo Castañeda

La Socioepistemología en la Graficación del DiscursoMatemático Escolar 477Francisco Cordero

La Significación Física de la Integral a Partir de la Modelaciónde Fenómenos 483Gildardo Cortés

El Concepto de Función: Un Breve Recorrido Epistemológico 489Rosa María Farfán y Mario A. García

El Uso de las Gráficas en los Libros de Texto 495Rebeca Flores y Francisco Cordero

Tabla de Contenidos

xii

Modelación de la Evolución de la Levadura: Un Estudio de lasPrácticas Sociales del Ingeniero Bioquímico 503Adriana Galicia y Jaime Arrieta

¿Son las Prácticas Sociales Fundamento para la Democratización de la Matemática? 511Carlos García

La Construcción Social de la Noción de Variable 517Enrique Javier Gómez, Crisólogo Dolores y Gustavo Martínez

Contrastes Epistemológicos del Binomio de Newton y la Seriede Taylor en Dos Variables en los Fenómenos Físicos 523Hipólito Hernández

Los Logaritmos a Partir de la Covariación de Sucesiones 531Marisol Hernández y Marcela Ferrari

Las Prácticas Sociales de Modelación y la Emergencia de lo Exponencial 537Miguel Ángel Hernández y Jaime Arrieta

Entorno Sociocultural y Cultura Matemática en Profesores del Nivel Superior de Educación: Estudio de Caso: El InstitutoTecnológico de Oaxaca. Una Aproximación Socioepistemológica 543Javier Lezama y Luz María Mingüer

La Función Logaritmo bajo la Perspectiva de la Construcción dada por Agnesi (1748) 551Renata Ivonne López y Marcela Ferrari

Continuidad y Ruptura de Significados en el TratamientoEscolar de los Exponentes 559Gustavo Martínez

Los Procesos de Convención Matemática como Constituyentes en la Construcción Social de la Matemática de la Variacióny el Cambio 567Gustavo Martínez

Tabla de Contenidos

xiii

Las Prácticas Sociales de Modelación Multilineal de Fenómenosen el Aula 575Maria Esther Magali Mendez y Jaime L. Arrieta

Simulación de la Evolución: Una Práctica Social Bajo el Marco Cooperativo 583

Esther Moreno, Jaime Arrieta, Efrén Marmolejo, Leonora Díazy Joaquín Padovani

Naturaleza de un Campo Conceptual del Cálculo Infinitesimal: Una Visión Epistemológica 589Germán Muñoz

Dialéctica Entre lo Conceptual y lo Algorítmico Relativa a PrácticasSociales con Cálculo Integral 597Germán Muñoz

¿Cómo Trabajar los Límites Especiales 1sen

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Catalina Navarro y Ricardo Cantoral

A Través de lo Periódico, el Sol y las Estrellas son mi Reloj 613Hipólita Patricio, Carlos A. García y Jaime L. Arrieta

Las Prácticas de Hacer Semejanzas en los Triángulos y laEmergencia de las Razones Trigonométricas 619Hipólita Patricio, Carlos A. García y Jaime L. Arrieta

El Tratamiento de Fenómenos Físicos para Aprender Matemáticas 625Pericles Ramírez y Gildardo Cortés

Análisis Socioepistemológico de los Procesos de Matematización de la Predicción en la Economía 631Saúl Ezequiel Ramos

Modelación en Matemática Educativa 639Liliana Suárez y Francisco Cordero

Tabla de Contenidos

xiv

La Modelación y las Gráficas en Situaciones de Movimiento con Tecnología 645Araceli Torres y Liliana Suárez

CATEGORÍA 4: EDUCACIÓN A DISTANCIA Y EMPLEO DE LAS TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y LA COMUNICACIÓN EN EL APRENDIZAJE DE LAS MATEMÁTICAS 651

Introducción 653

Educación a Distancia: Una Experiencia para el Ingreso en la FRBB 655

Mónica García, Gustavo Escobar, Gloria Suhit, Marta Vidal, Martín De Lucca, Carlos Frank y Eduardo Bambill

Visión Estudiantil de la Recta y Continuidad 659Carlos García y Martha Alvarado

Una Caracterización del Contrato Didáctico en un Escenario Virtual 667Gisela Montiel

Ambiente Virtual con Soporte en la Multimedia y el Software Mathcad para el Aprendizaje de la Teoría de Polinomios 673Rafael Pantoja y Ricardo Ulloa

La Enseñanza del Concepto de Número Real en Ambientes Virtuales Interactivos 681Nazly E. Salas y Harold Castillo

Un Estudio sobre Interacciones y Comunicación en Educación Matemática a Distancia 687Mario Sánchez y Rosa María Farfán

El Uso de las Nuevas Tecnologías de la Información en la Enseñanza de las Matemáticas 693Dario Santiago y Lourdes Quezada

Tendencias Actuales en la Enseñanza-Aprendizaje de las Matemáticas y la Utilización de las Nuevas Tecnologías de la Información y las Comunicaciones en la Educación 701Yanet Villanueva

Tabla de Contenidos

xv

CATEGORÍA 5: USO DE LA TECNOLOGÍA EN EL PROCESO DE APRENDIZAJE DE LAS MATEMÁTICAS 707

Introducción 709

Un Proceso de Actualización Integral de Profesores de Matemáticas en el Uso Didáctico de los Sistemas de Cómputo Simbólico: Resultados Preliminares y Reflexiones 711

Ana Guadalupe del Castillo, José Ramón Jiménez, Enrique Hugues y Lucía Guadalupe Dórame

Determinación de Raíces de Ecuaciones utilizando la Calculadora Gráfica como Medio de Enseñanza y Aprendizaje 717Esther Ansola y Eugenio Carlos

El Uso de la Calculadora Graficadora en la Enseñanza y Aprendizaje de las Matemáticas en Educación Secundaria 723Eugenia Apreza y Santiago Ramiro Velázquez

El Computador en la Clase de Matemáticas: Desde lo Dinámico y lo Semiótico 727Walter F. Castro y Hugo F. Pardo

Algunos Usos de la Computadora en el Aula 733Armando Cuevas y Magally Martínez

Un Acercamiento Alternativo al Cálculo Diferencial 741Carlos Armando Cuevas y Hugo Rogelio Mejía

Matemáticas y Nuevas Tecnologías en Costa Rica 749Edison De Faria

Uso de Hojas Electrónicas en la Enseñanza de la Distribución Normal 757Enrique Hugues

La Construcción de la Prueba Geométrica en un Ambiente de Geometría Dinámica en Secundaria 765Víctor Larios

Enseñanza del Cálculo con Animaciones 771José Roberto Mandujano

Aplicabilidad Pedagógica de las Macros (Cabri II) en la Enseñanza de la Geometría 779Eduardo Mardones y Andrés Ortiz

Tabla de Contenidos

Laboratorio Virtual de Matemáticas 785Emir Martínez, Jaime L. Arrieta y Antonio Canul

Un Software Asistente de Geometría y Una Visualización Dinámica del Teorema Fundamental del Cálculo 791Rafael A. Meza

La Calculadora Gráfica Como Recurso Didáctico en el Aprendizaje del Cálculo de Integrales Dobles 799Eugenio Carlos y Leonor Fernández

ADENDA 806

Importancia del Análisis del Discurso en el Aula para la Investigación Educativa 807Antonia Candela

Los Usos Sociales de la Matemática en las Ciencias Prácticas de la Cultura Maya: Un Estudio Socioepistemológico 813Ricardo Cantoral y Olda Covián

Tecnologías de Información y Comunicación en el Postgrado de Enseñanza de la Matemática. Caso UNEG. 819Sandra L. Castillo

Importancia en Matemática Educativa, de la Interrelación entre la Teoría Matemática, Técnicas Modernas de Cómputo y Problemas del Contexto Empresarial para Motivar a Docentes y Estudiantes

825

De las Mercedes Cribeiro Josefina

Incoherencias y Pensamiento Matemático: La Influencia de los Lenguajes Matemáticos y Representaciones sobre el Razonamiento en el Dominio del Infinito

833

Sabrina Harbin

Ingeniería Didáctica en Física-Matemática 841Marta J. Marcolini

Perspectivas Curriculares y Uso Didáctico de la Modelación en Educación Matemática

847

Víctor Martínez y José Ortiz

¿Se pueden crear Matemáticas desde la Didáctica de la Matemática? 853Tomás Ortega

Sobre la Enseñanza de Límites Usando Calculadoras Gráficas 859Antonio R. Quezada

xvi

Tabla de Contenidos

Resignificación del ph por Medio de la Covariación de Progresiones Geométricas y Progresiones Aritméticas

867

Miguel Romero y Marcela Ferrari

Análisis Gráfico de funciones 873María del Socorro Valero

xvii

Tabla de Contenidos

xviii

Presentación

xix

Presentación

El Comité Latinoamericano de Matemática Educativa, CLAME, tiene entre sus propósitos, posibilitar el intercambio entre colegas - profesores e investigadores – creando espacios académicos que favorezcan el contraste periódico de experiencias de docencia e investigación en castellano, orientando sus acciones en beneficio de los sistemas escolares de nuestra América Latina.

CLAME, ante el aumento en la participación de colegas de los distintos países latinoamericanos, así como la creciente profesionalización de la comunidad que año con año participa activamente en sus reuniones, ha ido configurando proyectos académicos que perfilan y consolidan el proceso de fortalecimiento de la disciplina en América Latina, bajo la premisa de conservar la pluralidad de los acercamientos existentes y el respeto a las tradiciones educativas propias de cada uno de los países miembros.

Es en este contexto de ideas y en cumplimiento además de uno de los propósitos específicos del CLAME, promover la creación, organización, acumulación y difusión del conocimiento referidos a la matemática educativa, se publica año con año el Acta latinoamericana de Matemática Educativa.

Los artículos publicados el Acta 2005, debieron cumplir con dos requisitos básicos, haber sido expuestos en alguna de las actividades de Relme 18 y su posterior presentación en forma de artículo, sujetándose a una evaluación rigurosa de pares especialistas en el campo. La publicación en el Acta de un trabajo presentado en Relme no es automática. Con esto, lo que se persigue es hacer del Acta un instrumento de calidad que difunda del estado del arte que en materia de docencia e investigación en nuestro campo, se realiza por amplio número de profesores en investigadores en Latinoamérica.

En el Acta 2005, el comité académico ha trabajado en tres aspectos que ha considerado fundamentales y que esperamos contribuyan a la calidad de la publicación. El primero, poner mayor cuidado en el proceso de evaluación, segundo, vigilar el cumplimiento del formato establecido, especialmente en el aspecto de la presentación de las referencias bibliográficas, tanto solicitándoles a los autores la corrección de la misma, como interviniendo directamente en una revisión del total de la bibliografía de los artículos aprobados. Por último, haciendo un ejercicio de clasificación de los artículos en cinco categorías temáticas que consideramos representan de manera sintética el pensamiento global de los artículos propuestos para el Acta.

Las categorías que componen el Acta son:

Categoría 1: Análisis del Currículum y Propuestas para la Enseñanza de las Matemáticas.

Categoría 2: El Pensamiento del Profesor, sus Prácticas y Elementos para su Formación.

Categoría 3: Consideración de Aspectos Socioepistemológicos en el Análisis y Rediseño del Discurso Matemático Escolar.

Categoría 4: Educación a Distancia y Empleo de las TIC’s en el Aprendizaje de las Matemáticas.

Categoría 5: Uso de la Tecnología en el Proceso de Aprendizaje de las Matemáticas.

Acta Latinoamericana de Matemática Educativa Vol.18

xx

Cada una de estas categorías, va precedida de una breve introducción donde se reflexiona sobre el tema y se comentan de manera sucinta el contenido de los artículos que la componen.

La Comisión Académica del Acta, agradece a todos los profesores e investigadores que enviaron sus artículos, pusimos nuestra mayor atención en la constitución de este documento y nos sentimos orgullosos de haber podido prestar este servicio académico.

Agradecemos a los árbitros por su contribución solidaria y profesional, así mismo agradecemos de manera especial a todos los colegas que de manera generosa y entusiasta nos regalaron su tiempo, inteligencia y creatividad para la realización de este proyecto.

Comisión Académica del Acta Latinoamericana de Matemática Educativa 2005. Junio de 2005, México.

Categoría 1:

Análisis del Currículum y Propuestas para la Enseñanza de las Matemáticas

1

Acta Latinoamericana de Matemática Educativa Vol. 18

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Análisis del Currículum y Propuestas para la Enseñanza de las Matemáticas

Introducción

Los trabajos de los investigadores de matemática educativa, desde un inicio han puesto de manifiesto el gran interés existente en el análisis del curriculum y el diseño y desarrollo curricular. Este interés, por supuesto no se ha mantenido estático, sino que ha ido evolucionando y nutriéndose año tras año del intercambio de ideas y propuestas que se produce en las reuniones en las que se presentan y comparten temáticas y abordajes diversos y a través de publicaciones que denotan cada vez más la madurez de nuestra comunidad latinoamericana.

En este capítulo se presenta una serie de trabajos que muestran el estado actual de algunas de las investigaciones que se están realizando en la comunidad latinoamericana en relación al análisis del curriculum y la formulación de propuestas para la enseñanza de diversos contenidos de la matemática.

Las reflexiones acerca del pensamiento matemático y el aprendizaje de los conceptos matemáticos permiten comprender algo más acerca de los procesos que llevan a cabo los alumnos cuando se enfrentan a nuevos conceptos matemáticos. El análisis del marco institucional vigente y del desempeño de docentes y alumnos en escenarios específicos, permite la identificación de dificultades de unos y otros. Sobre la base de este análisis y tomando como antecedente los problemas del aprendizaje, se logran propuestas de estrategias innovadoras en la enseñanza de la matemática, apoyadas en una concepción de aprendizaje constructivo y significativo. En muchas oportunidades, las dificultades son ocasionadas por la presentación de los conceptos matemáticos aislados de contexto práctico, social y de aplicación.

En relación con los marcos teóricos presentes en estos trabajos, podríamos decir que confluyen muchas veces marcos teóricos eclécticos, mostrando una amplia gama de formaciones y de investigaciones a las que nuestra comunidad se encuentra abierta, y mediante las cuales se enriquece. En esta confluencia, es posible reconocer una de las características de los investigadores en matemática educativa siempre han manifestado, que consiste en considerar que cada una de las aproximaciones tiene algo que aportar al campo y que no es posible rechazar ninguna de ellas, siendo necesario reconocer que las múltiples perspectivas de estas aproximaciones diferentes pueden realizar aportes importantes para el análisis integral de los objetos de estudio e investigación de la matemática educativa.

Muchas veces el punto de partida para las investigaciones e matemática educativa es la detección del bajo índice de aprobación en los cursos de matemática en los distintos niveles, de las dificultades en la comprensión de un tema por parte de los alumnos, de la falta de vinculación de conceptos afines, o dicho en términos más generales la existencia de aprendizajes matemáticos son logrados satisfactoriamente. A partir de esto, surge inmediatamente en los docentes e investigadores la necesidad de discutir la pertinencia de los contenidos seleccionados, de las estrategias y procedimientos utilizados y de la revisión de las formas de evaluación utilizadas. Esta reflexión da origen a la mayoría de las investigaciones que estamos presentando en este capítulo.

Sin lugar a dudas en estas reflexiones cobra singular importancia el escenario en el que se desenvuelve la comunidad educativa. Las distintas respuestas van dando origen a propuestas de ingenierías didácticas para lograr una enseñanza aprendizaje más eficiente. En estas propuestas aparecen como ideas centrales la vinculación e integración permanente entre los conceptos, la presentación de actividades de aprendizaje variadas que aprovechan los recursos existentes, la valoración de las distintas representaciones, la importancia del aprendizaje colaborativo y el

3

Acta Latinoamericana de Matemática Educativa Vol.18

rediseño de métodos de evaluación. Se pone de manifiesto en estas investigaciones la presencia de equipos de investigadores a veces interdisciplinarios que permiten tener una visión integral de la problemática y a partir de ella la formulación de propuestas en las que se ponen de manifiesto elementos teóricos epistemológicos y cognitivos diversos.

4

Tránsito entre Representaciones en Matemáticas ¿Pensamiento Global o Local?

Juan Alberto AcostaUniversidad Autónoma del Estado de Hidalgo

México .acostah@uaeh.reduaeh.mxH

Pensamiento Matemático Avanzado – Nivel Medio

ResumenEste trabajo pretende dar a conocer el avance, que hasta el momento se ha logrado, en la línea de investigación: “Visualización y pensamiento global en Matemáticas”, la cual persigue, a partir de la Teoría de Representaciones Semióticas de Duval, la caracterización del estilo de pensamiento global y local, de estudiantes de nivel medio superior y superior y de sus profesores. En particular reporto los resultados preliminares encontrados hasta el momento con estudiantes de primeros semestres de licenciatura al abordar un problema de precálculo, contrastado con desempeños en ajedrez para interpretar aspectos semejantes en cuanto a la forma local o global de pensar un problema viendo sus registros que lleven a resultados que pudieran servir en la mejora de la enseñanza de algunos temas de matemáticas.

Antecedentes

En las últimas décadas, la matrícula del nivel medio superior en México, ha crecido en gran medida. En 1940, la población era de 10,000 estudiantes, mientras que en 1997 fue de 2,438,676. Este aumento impresionante, ha originado serios problemas en el sector educativo nacional, entre los cuales resalta el bajo nivel de aprovechamiento de los estudiantes de bachillerato. Entre las posibles causas del bajo nivel de aprovechamiento de los estudiantes se cuenta la improvisación de muchos de los profesores que atienden la creciente demanda de jóvenes que ingresan a ese nivel (Acosta J. A, Ávila O., Barrera F., Castillo O., Palazuelos S., Roldán O. & Rondero C, 2004).

No obstante la puesta en marcha de algunos programas de formación y actualización docente, impulsados por la Secretaría de Educación Pública en el nivel básico (primaria y secundaria), los resultados de los estudiantes mexicanos que participaron en el examen que aplicó la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico 1 (OCDE), fueron poco satisfactorios, al ubicarse nuestro país en penúltimo lugar, obteniendo 387 puntos, siendo el promedio de 500 puntos (Acosta, 2003).

Sobresale la correlación de los datos anteriores con los resultados obtenidos al aplicar un examen diagnóstico a 753 estudiantes de semestres iniciales del ICBI de la UAEH, del año 2000 al 2003, que consistió en diez preguntas: un problema de razones y proporciones; otro de suma de fracciones; tres de trigonometría (funciones trigonométricas, triángulo isósceles y teorema de Pitágoras); y dos de graficación. Del total de alumnos, solamente 35, o sea el 4.5 %, obtuvieron más del 70 % de aciertos (Acosta, 2003).

1 Periódico Reforma del 4 de diciembre de 2001

5

Acta Latinoamericana de Matemática Educativa Vol. 18

Asimismo, el examen diagnóstico referido en el párrafo anterior, se aplicó a 21 profesores de primaria y secundaria que tomaron el curso corto: “Pensamiento Global en Matemáticas” impartido en el I Coloquio de Matemática Educativa para profesores en abril de 2002. Resultando que de los 14 docentes de secundaria, dos obtuvieron más del 70 % de aciertos, cinco en el intervalo del 50 % a 70 % y los otros siete menos del 50 %. De los siete de primaria, tres obtuvieron menos del 25 % de aciertos; y los otros cuatro en el intervalo de 25 % a 70 % aciertos. En total, solamente dos profesores, o sea menos del 10 %, obtuvieron más del 70 % de aciertos (Acosta, 2003).

Marco teórico

La percepción que tiene un estudiante promedio acerca de los conceptos matemáticos es en ocasiones local, de acuerdo al curso que esté llevando o los que ya haya tomado. Enfatiza algún aspecto en particular (algebraico, numérico, gráfico, oral, dinámico o estático); esto se debe a que en ocasiones, el profesor prioriza el aspecto algorítmico de la matemática, y casi de manera general no transita a alguna otra representación, lo cual repercute desfavorablemente en la cognición de los estudiantes. El desarrollo del pensamiento matemático en el estudiante debe promoverse mediante actividades que, como lo señala Duval (1999), propicien la diversificación tal de las representaciones de un mismo objeto, que aumente las capacidades cognitivas de los sujetos y por tanto sus representaciones mentales. El estudiante de cursos iniciales de matemáticas, generalmente tiene percepciones y representaciones limitadas de saberes y procesos de la matemática, un pensamiento nó holístico un tanto local de los saberes.

Cualquier persona tiene representaciones mentales, es decir, un conjunto de imágenes y de concepciones que puede tener, sobre un objeto, sobre una situación y sobre aquello que les está asociado. Las representaciones semióticas, es decir aquellos productos constituidos por el empleo de signos (enunciado en lenguaje natural, fórmula algebraica, gráfica, figura geométrica) no parecen ser más que el medio del cual dispone un individuo para exteriorizar sus representaciones mentales; es decir para hacerlas visibles o accesibles a otros. Aunque como los dice Duval (1999), esto va más allá, Las representaciones semióticas no solo son indispensables para fines de comunicación, sino que son necesarias para el desarrollo de la actividad matemática misma.

El pasar de un sistema de representación a otro o la movilización simultanea de varios sistemas de representación en el transcurso de un mismo recorrido intelectual, fenómenos tan familiares y tan frecuentes en la actividad matemática, para nada son evidentes o espontáneos para la mayoría de los alumnos. El encerramiento persiste incluso después de que en la enseñanza se hayan utilizado ampliamente diferentes sistemas semióticos de representación (Duval, 1999). Este encerramiento resulta del fenómenos de no congruencia entre las representaciones de un mismo objeto que proviene de sistemas semióticos diferentes.

Las consideraciones visuales, como lo señala Hitt (1997), son importantes en la resolución de problemas, esto tiene que ver con una visión global, integradora, holística, que articule, libre de contradicciones. Pero no basta tener varias representaciones, es necesario desarrollar la habilidad de pasar de una a otra cuando sea necesario. Duval (1997) presenta un ejemplo, “la expresión y la representación gráfica cartesiana de dos cuadrantes determinados respectivamente por semi-ejes y y x x positivos, x y y negativos, son congruentes si se pasa de

0xy

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Tránsito entre Representaciones en Matemáticas ¿Pensamiento Global o Local?

la escritura algebraica a la gráfica, pero no lo son a la inversa”. Algunos profesores, también se presentan incongruencia al transitar de una representación a otra, tal es el caso reportado por Acosta (1999), donde se realizaron entrevistas video-grabadas a cuatro profesores preguntándoles el valor de la derivada y de la función, en x = a, en referencia a las gráficas de f(x) y su tangente en x = a. Dos de los maestros de licenciatura que no son profesores de Cálculo, encontraron el valor de la función, teniendo dificultad para encontrar el de la derivada; los otros dos profesores, uno de bachillerato y el otro de licenciatura encontraron f(a) viendo el esquema. f’(a) lo encontraron analíticamente, no siendo relevante la representación gráfica para la solución. En el mismo proyecto se entrevistaron a tres profesores, dos de bachillerato y uno

de licenciatura, preguntándoles si la solución algorítmica de una integral impropia 321

14x

dx

era correcta. Los dos primeros se encapsularon en una sola representación: la algebraica – algorítmica. El tercer profesor, de manera espontánea e inmediata comentó sobre la discontinuidad de la función a integrar y por consecuencia la contestación esperada (Acosta, 1999).

Por lo anterior, suponemos que el estilo de pensamiento, un “estilo global de pensar”, que emplean expertos en ámbitos diferentes, puede tener en común los procesos avanzados de pensamiento, en el sentido que comenta Cantoral (1997), el proceso avanzado de pensamiento matemático. Así un buen jugador de ajedrez, inserta pensamiento, en un ambiente de competencia, sobre tópicos de ajedrez y por otro, procesos avanzados del pensamiento. Nuestro interés es investigar desde el punto de vista cognitivo, los elementos empíricos, como el lenguaje, las representaciones, el razonamiento, que proporcionen información acerca de los procesos mentales de pensamiento que permitan comprender, en un segundo momento como una persona aprende matemáticas. Además de preguntarnos si el pensamiento global es característico de un experto en su ámbito, y en particular en la enseñanza de la matemática, y en que grado un dispositivo físico lúdicamente manipulable sería una representación semiótica, que forme parte de un sistema de representaciones de un objeto matemático.

Experimentación

La parte experimental, consistió en dos etapas, la primera en el análisis de un video de una partida de ajedrez entre un novato y un experto; y la segunda en dos entrevistas video-grabadas, una a un estudiante no aventajado y otra a uno aventajado.

Tanto el novato, como el experto en ajedrez son estudiantes de segundo semestre de la licenciatura en Sistemas Computacionales de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, e integrantes del “Club Universitario de ajedrez”. Los alumnos, “aventajado” y “no aventajado” son estudiantes de primer semestre de la misma licenciatura.

El propósito de analizar los comentarios de los contendientes en la partida de ajedrez, es caracterizar el tipo de pensamiento, a través de lo expresado por ellos, en cada jugada.

La partida de ajedrez se llevó a cabo en aproximadamente 15 minutos, jugó con blancas el novato y con negras el experto; ganó el experto.

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Acta Latinoamericana de Matemática Educativa Vol. 18

En cuanto a las entrevistas sobre matemáticas, se pidió por separado que dijeran y escribieran todo lo que se le ocurriera para obtener la solución de la desigualdad:

022 xx

El propósito de esta entrevista es caracterizar el estilo de pensamiento que tiene el estudiante, a través del lenguaje, las representaciones, analíticas y gráficas, y su tránsito entre ellas, que se manifiestan durante el desarrollo hacia la solución.

Análisis preliminar de los resultados de la experimentación

Comentarios de las primeras jugadas de la partida de ajedrez

Primera jugada Novato (blancas) Experto (negras)

e3 e5Muevo peón de rey, para sacar alfil Dominio de espacio Comentario: La perspectiva del novato es mover un peón, posteriormente involucrar al alfil; en cambio el experto espera iniciar el dominio del centro del tablero con un movimiento más agresivo.

Segunda jugada Novato (blancas) Experto (negras)

Ac4 d5Muevo alfil para tomar más piezas afuera de más valor

Desarrollo y dominio de centro con ataque al alfil blanco

Comentario: Mientras que el novato mueve el alfil para poner en juego otras piezas, el experto domina el centro y ataca al mismo tiempo al alfil.

Tercera jugada Novato (blancas) Experto (negras)

Ab5+ c6Ahora el me presiona con comer mi alfil y entonces avanza 1 casilla y lo pongo en Haque

Jugada de desarrollo, fortificación del centro y quita el jaque

Comentario: El novato dá jaque, sin perspectiva de que cause algún daño considerable. En cambio el experto se cubre del jaque y al mismo tiempo fortalece el centro del tablero.

Cuarta jugada Novato (blancas) Experto (negras)

Aa4 Cf6Me veo obligado a retroceder alfil para que no me coma

Desarrollar caballo de rey para enroque y posterior ataque al rey blanco

Comentario: El novato tiene que retroceder, para no perder el alfil. El experto mueve el caballo para apoyar al centro y además le proporciona perspectiva para posteriormente proteger al rey

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Tránsito entre Representaciones en Matemáticas ¿Pensamiento Global o Local?

Comentarios de la entrevista de matemáticas con el estudiante aventajado (15 minutos)

En su primera respuesta dice que el signo del término cuadrático dará información de cómo se dibujan las ramas de la parábola; calcula las raíces, factorizando la expresión y las ubica en la recta numérica, manifestando el intervalo solución y dando información sobre la notación de intervalos cerrados (al decir que se llena el círculo cuando el valor extremo se incluye en el intervalo)

En su segunda intervención el estudiante aventajado, expresa verbalmente y con representaciones en el pizarrón la solución ( ),1()2,( )

Comentarios de la entrevista de matemáticas con el estudiante no aventajado

En su primera respuesta se enfoca a obtener las raíces de la función cuadrática, factorizándola y después se refiere a la desigualdad y manifiesta despejar x.

Al preguntarle que tipo de función responde que es cuadrática y hace referencia a y a su gráfica. Comenta que la involucrada en la desigualdad tiene un defasamiento con respecto a la que escribió, sin precisarlo.

2xy

Después de guiarla hacia la obtención de las raíces por la fórmula general, aún no las relaciona con la solución de la desigualdad.

Hacia el final de la entrevista dice: “.x puede tomar todos los valores que estén antes de –2 o después de 1” y escribe en el pizarrón: 12 x y pregunta “¿Seria así?”

Reflexiones finales

Existe evidencia por trabajos recientes de investigación que estudiantes de Precálculo logran transitar de una representación a otra, en los casos de problemas rutinarios, aunque generalmente de la representación algebraica a la gráfica y verbal y nó a la inversa. Pero en general muestran una carencia de vinculación coherente de una representación a otra.

Por otra parte los estudiantes que logran vincular al menos dos representaciones, y transitar en ambos sentidos entre ellas, presentan elementos de un pensamiento global que le permite mejorar la cognición de un objeto matemático, que el que tiene un estudiante que se desenvuelve en una sola representación, ó en varias pero sin la habilidad de pasar de una a otra cuando es necesario, caracterizando esto como un pensamiento local.

El experto de ajedrez, por sus comentarios escritos acerca de los movimientos efectuados, pudo ligar una secuencia de jugadas, que le permitió dominar paulatinamente el juego. Las representaciones manifestadas son diferentes a las de matemáticas, pero el que se enlacen grupos de posiciones con otras, denota una vinculación fluida entre las mismas, caracterizando en este sentido un pensamiento global en este contexto del juego ciencia.

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Una aproximación de la idea de lo que es pensamiento global, es el conjunto de representaciones mentales, manifestadas por las representaciones semióticas coherentemente vinculadas (tránsito fluido en ambos sentidos), que son manifiestas de un objeto del contexto que se trate. Por otra parte el pensamiento local es el conjunto de representaciones mentales, manifestadas por las representaciones semióticas sin vincularse entre sí; ó por el tránsito dentro de una sola representación.

En seguida se proponen algunas preguntas, a las que se pretenden contestar a mediano plazo: ¿Un dispositivo físico lúdicamente manipulable sería una representación semiótica, que formara parte de un sistema de representaciones de un objeto matemático (Acosta, 2000)? ¿El pensamiento global es característico de un experto en su ámbito? ¿La manipulación lúdica de algún “Ingenio” del MIM puede ser parte de un sistema semiótico de representaciones acerca de un objeto matemático en particular? ¿La construcción ordenada y orientada de algún “Ingenio matemático” puede ser un elemento semiótico de un sistema que conlleve a un estilo de pensamiento global de un objeto matemático en particular?

Creemos que la percepción global de conceptos y procesos, mejora el rendimiento escolar, a través de la interacción de las representaciones de los objetos matemáticos, permitiendo una mejor cognición de los saberes matemáticos mediante una reestructuración los mismos.

Referencias Bibliográficas

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Preconceptos en el Aprendizaje del Cálculo

Martha Alvarado y Carlos García Instituto Tecnológico de Puebla

Méxicomaraare@yahoo.com, cgfranchini@yahoo.com

Educación a Distancia – Nivel Superior

ResumenTomando como antecedentes los problemas del aprendizaje del Cálculo Diferencial e Integral de los estudiantes que ingresan al nivel superior del Instituto Tecnológico de Puebla se estudia como se puede mejorar el proceso de aprendizaje, conocidos los preconceptos que los estudiantes han formado sobre los tres conceptos básicos de un curso de Cálculo. El problema específico es: “determinar los preconceptos que el estudiante posee sobre los tres conceptos básicos del curso de Cálculo –límite, derivada e integral– y catalogar su modificación mediante el desarrollo de actividades individuales realizadas por medio de la educación virtual no asesorada”. El proyecto permitió localizar y robustecer estos preconceptos básicos mediante acciones didácticas de autoestudio mediante materiales en línea y análisis de contexto.

Introducción y planteamiento del problema

Los conceptos del Cálculo, específicamente los de límite, derivada e integral, estás asociados a ideas eminentemente contextuales que parecen no tener relación con las estructuras matemáticas que los precisan –al menos ese es el supuesto básico que consideran muchos estudiantes–, por tanto al estudiar dichos conceptos su aprendizaje se ve limitado porque tratan de memorizar las estructuras algebraicas que los definen ajenos a la realidad del mundo que pueden presentar. De este hecho se desprende que les resulta muy difícil el poder relacionar a esas estructuras con diferentes conceptos de la vida diaria. Paralelamente, y tal vez de una manera ingenua, es de esperar que el estudiante haya integrado a sus estructuras cognitivas preconceptos asociados al límite, derivada e integral, adquiridos como parte de su lenguaje cotidiano; por tanto y con el afán de mejorar el aprendizaje de los mismos resulta importante indagar en que consisten tales ideas ingenuas, para que con base en los andamiajes propuestos en el aprendizaje significativo de la teoría de Ausubel, proponer estrategias didácticas que se fundamenten en esas ideas y construir a partir de ellas al concepto formal matemático objeto del curso del Cálculo.

Objetivo

Indagar sobre los preconceptos que un estudiante tiene sobre los diferentes conceptos de un curso, haciendo eco a la frase de Ausubel, “indaguemos lo que el estudiante sabe y actuemos en consecuencia”. Bajo la posibilidad de construir estructuras cognitivas débilmente fundamentadas y ajenas al contexto cotidiano del estudiante, y no siendo esta la situación deseable, resulta importante poder reconstruir esos preconceptos hacia “conceptos fuertes”, construidos no sobre la formalización del lenguaje matemático, si no por el contrario; con base en estrategias didácticas traducidas en acciones individuales de aprendizaje dentro de un “escenario de aprendizaje” prediseñado, lograr que el estudiante observe situaciones contextuales de su vida

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Acta Latinoamericana de Matemática Educativa Vol. 18

cotidiana y de ellas interiorice al concepto en acción, y así abstraer de manera natural las características esenciales y las no esenciales de cada concepto, del tal forma que antes de que se dé el proceso de estudio formal, el alumno construya y “aprehenda” los conceptos bajo un proceso ajeno a la memorización, pero sí dirigido a su autoconstrucción. De manera concreta, se espera de la investigación:

1. Determinar los preconceptos que el estudiante tiene sobre los tres conceptos básicos del Cálculo: límite, derivada e integral.

2. Reconstruir los preconceptos con base a acciones de aprendizaje individuales. 3. Catalogar la modificación de los preconceptos una vez realizadas las acciones de aprendizaje individuales.

Hipótesis

La investigación se centra en un conjunto de supuestos (creencias) que han sido analizados a lo largo de la experiencia de los autores impartiendo cursos de matemáticas en el nivel superior, y que se han dejado entrever a lo largo de los apartados previos.

Dentro de esos supuestos básicos se pueden considerar, entre otros:

1. El estudiante posee un bajo dominio algebraico y matemático en general porque desconoce las aplicaciones contextuales de los conceptos que estudia.

2. La manera tradicional en que el estudiante ha cursado las matemáticas le han hecho creer que estas son áridas y carentes de aplicaciones reales.

3. Las matemáticas se ven como un obstáculo a librar, más que como un aprendizaje necesario.

4. El estudiante cree que “Aprender matemáticas” es poder resolver cientos de ejercicios de manera rutinaria, aunque no sepa para que se aplican esos resultados.

5. El aprendizaje significativo de las matemáticas se logra si el estudiante construye los conceptos por medio del análisis de situaciones contextuales de su vida cotidiana.

6. Es posible que el estudiante interiorice los conceptos matemáticos si realiza actividades que le permitan observar a los conceptos en acción y esa observación le invita a un análisis y discusión de lo que observa.

7. Si el estudiante encuentra la motivación adecuada, realizará las acciones necesarias para su aprendizaje; más aún, esa motivación se puede lograr con los propios cuestionamientos sobre las cosas que le rodean o le ocurren de manera cotidiana. Es decir si el nuevo conocimiento –aunque sea no formal– le permite entender y por tanto explicar los hechos que ocurren a su alrededor.

Con estos supuestos como antecedentes, la hipótesis de trabajo considerada es:

Dado un conjunto de cuestionamientos y acciones pedagógicas sobre hechos cotidianos, el estudiante exterioriza sus preconceptos del cálculo, los cuestiona y modifica, de tal forma que construye preconceptos más robustos fundamentados en la reconstrucción de los previos.

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Preconceptos en el Aprendizaje del Cálculo

Marco de referencia

Según Piaget (Ginsburg y Opper,1977) los estudiantes de este nivel de la educación se encuentran en la etapa de las operaciones formales, por lo que en esta etapa se está en capacidad de abstraer y realizar las más complejas actividades de razonamiento. Por su parte Ausubel (Ausubel, Novak y Hanessian, 1983) mediante el enfoque constructivista de las teorías cognitivas, establece que para lograr la interiorización satisfactoria de los conceptos, el aprendizaje debe ser

significativo y con ello, se modificarán las estructuras cognitivas, dando cabida a la construcción y asimilación de nuevos conceptos, siempre que los cambios en las estructuras cognitivas se fundamenten en un adecuado empleo de lo que el estudiante ya sabe. Adicionalmente Lev S. Vygotsky (Schunk, 1997) en su teoría sociocultural, establece que el cambio cognitivo es el resultado de emplear los instrumentos culturales y las interrelaciones sociales y de internalizarlas y transformarlas mentalmente, su postura es de un constructivismo dialéctico porque recalca la interacción de los individuos y su entorno, uno de sus conceptosque más impacta en las acciones educativas es el de la Zona de Desarrollo Próximo, misma que Onrubia (Coll y col., 1993) estudia como intervenir en ella y propiciar el aprendizaje significativo. Integrando a estos enfoques de la teoría cognitiva, García Aretio (2001) avanza hacia una teorización de la educación a distancia y de manera específica, sobre la educación virtual, en la cual se establece que un elemento fundamental para el aprendizaje, es el diálogo didáctico mediado y destaca las propuestas de Holmerg y Bååt que enfatizan la importancia de la interacción y la comunicación, en dicho proceso. Adicionalmente a estos aspectos teóricos formales, el experimento supone una estructura de autoestudio centrada en el contexto que emplea al propio ámbito del estudiante, pero también la posibilidad de comunicación multidireccional entre sus compañeros y el maestro-facilitador, el uso de la infraestructura de la propia institución como soporte del curso, pero sobre todo a los elementos propios del estudiante como son su motivación, sus conocimientos previos y principalmente la flexibilidad y el autocontrol en el aprendizaje. Todos estos factores confluyen en el proceso de aprendizaje y dan soporte a la activación de los “escenarios de aprendizaje”, cuyo actor central es el estudiante, ya que el modelo educativo empleado en el proyecto es la “educación centrada en el aprendizaje”.

Contenidos

Facilitador

Hardware

Software

Contexto WEB

Institución

Alumno

Motivación Conocimientosprevios

Flexibilidad yautocontrol

Otrosestudiantes

Percepción de larealidad

Fig. 1: Estructura del modelo de interrelación en la activación de los escenarios de aprendizaje.

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Acta Latinoamericana de Matemática Educativa Vol. 18

Metodología

El estudio realizado corresponde a una investigación cualitativa de alcance exploratorio con una población bajo estudio compuesta de 40 estudiantes integrantes del “Curso cero” (aspirantes a ingresar a la Licenciatura en Informática) en la asignatura de Matemáticas dentro del Instituto Tecnológico de Puebla.

Para generar la información que requiere la investigación se emplea el material del “Concepto 0” de ”Un libro de Cálculo Diferencial e Integral para su empleo en las carreras del SNIT por medio de Internet” (Alvarado, M. ,2002). Este material esta disponible en Internet (http:// www.itpuebla.edu.mx) y de manera

complementaria se les entrega a los estudiantes en un CD para que se tenga disponibilidad total y evitar la problemática que implica la posible comunicación por Internet al servidor y los costos que implica a los estudiantes la comunicación por Internet por largos periodos. Este material corresponde a archivos hipermedia con la estructura mostrada en la figura 2, y para los cuales no se prevé ningún tipo de evaluación ya que corresponde al proceso introductorio del curso de Calculo Diferencial e Integral:

Focalización: en nuestro proyecto corresponde con la guía del autoaprendizaje y da estructura al escenario de aprendizaje activado virtualmente. Específicamente permite que el estudiante conozca en acción al objeto bajo estudio sin emplear lenguaje formal y planteándole situaciones contextuales y una serie de preguntas estructuradas bajo una estrategia mayéutica. Las acciones forman parte de la focalización y corresponde a las actividades que deberá de realizar el alumno para observar su contexto y “extraer” de él la naturaleza de los concepto, una vez que se indica en “qué” fijar la atención se plantean secuencias de preguntas a las cuales se responde con más preguntas guía. Consideramos que estas acciones son vitales y son las que permiten darle sentido al escenario de aprendizaje y lo individualizan ya que cada estudiante tiene su “ventana propia” a la realidad. Las aplicaciones presentan situaciones típicas en las cuales se observa el concepto en acción y aun sin pedir acciones específicas sobre ellas, complementan la visión del concepto lograda por medio de las acciones.

El material completo en el CD, se entrega a los estudiantes en la primera sesión y se realizó el siguiente proceso: 1. Sin información previa, salvo el como iniciar el CD en su computadora, se encargo

resolver todas las preguntas plateadas en las acciones del concepto cero y entregar los reportes correspondientes por internet, tiempo empleado 1 semana, de viernes a viernes.

2. Una vez recibidos los correos se descargaron del internet y se analizó su contenido, clasificándolo.

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Preconceptos en el Aprendizaje del Cálculo

Resultados

Los resultados esperados se corresponde a una situación “piloto” de un proceso de autoestudio, ya que el material no se presentó al nivel de contenido, sino únicamente de manera física “en un CD”, (en este caso se empleó opcionalmente la vía de internet para acceder al material, pero sí obligatoria para la entrega de reportes). Algunos datos interesantes detectados son:

1. De los 40 estudiantes del curso 33 correspondiente al 82.5%, enviaron sus resultados por medio de internet, 9 lo entregaron impreso, 3 en disquete y 1 en CD. El 100% entregó sus resultados al menos 3 días después de la fecha prevista, se observa que dudaron de la recepción de sus trabajos y 6 lo entregaron simultáneamente por internet y otro medio. Dos estudiantes comentaron haber tenido dificultades para enviar los archivos por internet y prefirieron entregarlo impreso, ya que el tamaño era muy grande.

2. El 67.5% de los estudiantes no vive en la ciudad de Puebla, sino en comunidades cercanas. 3. El 100% informó no haber cursado Cálculo en bachillerato, pero haber escuchado de él. 4. El 100% proviene de Bachilleratos generales y principalmente del área de ciencias

económico-administrativas.5. De los 40 estudiantes 23 ya tenían una dirección de correo (57.5%), el resto se lo generó

para cumplir sus actividades. En específico 4 estudiantes enviaron sus resultados por medio del correo de otro compañero.

6. El 100% de los estudiantes nunca habían usado el correo electrónico para enviar tareas a sus profesores, aunque los 23 que ya tenían correo si lo usaban para buscar información en internet, no se aclaró de qué tipo. De los 17 restantes, 12 si habían empleado internet antes para bajar información, pero realmente no lo habían usado de manera consistente y 5 nunca lo habían usado.

En cuanto al objetivo planteado en la investigación se obtuvieron los siguientes resultados:

1. En lo general los estudiantes no presentan un preconcepto de lo que es el Cálculo, los que se atrevieron a dar una definición lo hicieron desde dos aspectos: a. El cálculo como herramienta para “calcular”, en un sentido aritmético, esta acepción la

planteo menos del 10% del grupo. b. Los estudiantes, no están acostumbrados a plantear sus propios preconceptos, por lo

que se observó que estos fueron tomados de diferentes textos. 2. El preconcepto de límite está asociado básicamente al de “una barrera no rebasable”, que

en efecto corresponde con el concepto matemática de un límite lateral cuando se analiza un extremo del dominio de las funciones, y no lo relacionan de ninguna manera con la continuidad, de la cual si presentan un preconcepto adecuado.

3. En cuanto a los conceptos de número y las acciones de contar y medir, se notan debilidades ya que no diferencian a las variables continuas y las discretas, por lo que existe confusión exacta de lo que es “medir”.

4. Los conceptos de derivada e integral básicamente no existen, aunque si se localizan los procesos de variación y acumulación. El concepto de velocidad no se diferencia claramente del de aceleración.

5. Una vez presentado el material de la acción 0.0.2, consistente en una presentación con vídeos y las lecturas de las aplicaciones, si se generaron preconceptos de derivada e integral.

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El concepto de límite se afinó y se acepta que el límite si identifica situaciones que se pueden rebasar; en cuanto a la integral el preconcepto si se afinó adecuadamente.

6. En la escritura de los reportes de las acciones se observa dificultad de redacción de los conceptos presentados, considerando que esto resulta natural ya que en ningún momento se estableció lenguaje formal que los identificará.

7. Menos del 10% reconoció haber hecho modificaciones al concepto de Cálculo, sin embargo al revisar sus redacciones se observa que en realidad todos lo hicieron. Todos reconocieron haber aprendido que el cálculo se aplica aún de manera inconsciente y que lo encuentras en todas las situaciones que te rodean.

8. Al solicitar ejemplos de aplicación de los conceptos tratados límite, derivada e integral, el 100% aportó situaciones en las cuales los conceptos solicitados se encuentran en acción.

9. Los ejemplos de aplicación de “medir” presentan errores en casi 50% de los casos, lo que refleja la falta de discusión alrededor del concepto de cantidades continuas, en contraparte el 100% mostró un preconcepto aceptable de continuidad.

10. Cerca del 25% de los estudiantes respondieron por escrito a las preguntas planteadas en las aplicaciones a pesar de no haber sido solicitadas, no hay evidencias de que el 75% restante haya o no revisado las aplicaciones.

11. No existe evidencia que muestre si hubo intercomunicación entre los estudiantes, solamente se localizaron 2 trabajos que muestran “definiciones similares” por lo que se infiere copia, a pesar de ello estos trabajos de manera global son diferentes.

12. Sin que haya habido indicaciones al respecto, de los 40 estudiantes, menos del 10% solicitan al maestro les retroalimente al respecto de sus resultados.

De este conjunto primario de resultados se desprenden las conclusiones de la investigación por lo que podemos considerar al respecto de las preguntas de investigación:

1. Determinar los preconceptos que el estudiante tiene: Debido al área de bachillerato de que provienen solamente presenta un preconcepto restrictivo del límite, lo que dificulta el concepto matemático formal.

2. Reconstruir los preconceptos: las acciones de aprendizaje individuales, pero sobre todo el análisis de la presentación dada en la acción 0.0.2 permitió crear preconceptos asociados a contextos naturales.

3. Catalogar la modificación de los preconceptos: los preconceptos se lograron a través de la metodología mayéutica y son aceptables para iniciar su estudio dentro del curso formal de Cálculo, desde nuestro punto de vista sí representan andamiajes adecuados.

En cuanto a la hipótesis de trabajo, resulta válida; pero es necesario clarificar que la exteriorización de los preconceptos no resulta ser de manera verbalizada, lo cual consideramos dentro de lo esperado, ya que no se estableció en ningún apartado o momento, dentro de las acciones didácticas, el proponer alguna terminología o sintaxis para expresarlas; nos damos cuenta de que la exteriorización de los preconceptos se cumple al analizar que el 100% de los estudiantes propone ejemplos aceptables sobre situaciones reales en las cuales el concepto se encuentra en acción.

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Preconceptos en el Aprendizaje del Cálculo

Conclusiones y recomendaciones

Se debe de considerar el efecto de los preconceptos en el aprendizaje del cálculo al igual que en cualquier área del conocimiento como limitante o acelerador de los procesos formales de aprendizaje, según se establece en las teorías cognitivas. En particular se sugiere emplear como rescate de los preconceptos las vivencias contextuales de los estudiantes y reconstruir con mayor cuidado el preconcepto de límite.

Referencias Bibliográficas

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Schunk, D. H. (1997). Teorías del Aprendizaje. (2ª edición) México: Prentice-Hall Hispanoamericana.

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Papel de la Teoría de Conjuntos en la Construcción de los Números Naturales

Mario J. ArriecheUniversidad Pedagógica Libertador

Venezuela marrieche@ipmar.upel.edu.ve

Epistemología — Nivel Superior

ResumenEsta investigación se centra en la caracterización del papel de las nociones conjuntistas básicas en la construcción de los números naturales. El problema está inmerso en un proyecto macro sobre “el papel de la teoría de conjuntos en la formación de maestros de educación primaria”.Como el currículo de los maestros es muy amplio delimitamos el problema a las relaciones ecológicas entre estas nociones y los números naturales. Para tal fin caracterizamos el papel de los conjuntos en las construcciones de los números naturales elaboradas por autores interesados en los fundamentos de la Matemática (Frege, Dedekind y Peano) y las realizadas desde un enfoque constructivista (Weyl y Lorenzen). Para ello, usamos la noción de praxeología matemática descrita en el modelo semiótico-antropológico para la investigación en Didáctica de la Matemática (Godino y Batanero, 1994).

Introducción

El problema que se aborda en esta investigación se centra en la caracterización del papel de las nociones conjuntistas básicas en la construcción de los números naturales.

Para tal fin, se realizó un estudio de las construcciones de los números elaboradas por autores interesados por los fundamentos de la matemática Frege, Dedekind y Peano y las realizadas desde un enfoque constructivista Weyl y Lorenzen. Para ello, abordamos los siguientes estudios:

Descripción sucinta de los principales aspectos matemáticos considerados en las construcciones de los números naturales propuestas por los autores citados.

Descripción e interpretación del papel de las nociones conjuntistas básicas en las construcciones en referencia, haciendo uso de la noción de praxeología matemática.

Desarrollada en el modelo teórico propuesto por Godino y Batanero (1994) y designado como semiótico-antropológico para la Investigación en Didáctica de la Matemática.

Para lograr esta meta, consideraremos las dimensiones praxémica (tipos de problemas, técnicas y los elementos notacionales o lingüísticos) y discursiva (conceptos- definiciones, propiedades- proposiciones, argumentaciones- justificaciones) de la praxeología matemática, puestas en funcionamiento en la mencionada construcción.

Cabe destacar que, por cuestiones de espacio, en este trabajo solo describimos la construcción de los números elaborada por Frege (1884). Se remite al lector, interesado en este tema, a

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Arrieche (2002) donde se hace una análisis profundo y detallado de las construcciones elaboradas por los autores referidos.

Construcción de los Números Naturales Según Gottlob Frege

En este apartado, describimos el desarrollo de la construcción de los números naturales realizado por Gottlob Frege, proveniente de su trabajo denominado "Die Grundlagen der Aritmetik" (Fundamentos de la Aritmética) publicado en el año 1884. Es de hacer notar que toda la obra de Frege (inclusive toda su vida) la dedicó a tratar de entender qué son los números naturales y de dónde surge que los teoremas aritméticos sean tan seguros y confiables, matemáticamente hablando. Todo este esfuerzo, se tradujo en tratar de desarrollar su tesis logicista: Reducir toda la aritmética a la lógica.

Primera Aproximación

Para definir el concepto de número, Frege sigue el siguiente procedimiento: empieza diciendo lo que no son los números, y en segundo lugar trata de responder a la pregunta, ¿qué son los números?

Al describir lo que no son los números expresa que "los números no son cosas materiales, ni conjuntos, montones o configuraciones de cosas materiales; y no son propiedades de cosas materiales" 1. Sigue diciendo que los números tampoco son algo subjetivo, no son nada físico, no son una imagen, y no se confunden con los signos que se refieren a ellos. Se señala que "el número no surge añadiendo una cosa a otra. También es irrelevante para él que demos una denominación a cada nuevo añadido" (Frege, 1884, p.72).

Frege expresa que los enunciados numéricos no se refieren a objetos, sino a conceptos. En este sentido, Frege (1884) señala que el soporte de los números es el concepto, resalta además que podemos ver cómo llegamos a la idea de número por abstracción, pero que esto no puede ser así, ya que lo que se obtiene de esta manera es el concepto, en el cual se descubre el número.

Al asignar un número se afirma algo sobre un concepto, por ejemplo: "Si decimos que la tierra tiene un satélite natural, o que nuestro sistema solar tiene nueve planetas, o que en la biblioteca municipal hay veinte mil libros, estamos diciendo algo de conceptos: que bajo el concepto "satélite natural de la tierra" cae un objeto, bajo el concepto "planeta de nuestro sistema solar" caen nueve objetos, bajo el concepto "libros de la biblioteca municipal" caen veinte mil objetos" (Mosterín, 2000, p. 48).

Frege se plantea definir recursiva y contextualmente los números naturales, para lo cual, enuncia las siguientes proposiciones:

El número 0 corresponde al concepto P si ningún objeto cae bajo P, y

1Mosterin, 1972, p.p 5-6, prólogo de la obra de Frege Fundamentos de la Aritmética, 1884

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Papel de la Teoría de Conjuntos en la Construcción de los Números Naturales

El número n +1, cae bajo el concepto P, si hay un objeto a; tal que a cae bajo P, y el número n corresponde al concepto "cae bajo P", pero es distinto de a.

Así, se habría definido cada número natural n "en enunciados del tipo "el número n corresponde al concepto P", pero no en ecuaciones, que constituye el tipo más frecuente de teorema matemático" 2 . Frege argumenta que con este procedimiento, todavía no ha definido el concepto de número en forma general. Por lo que para presentar definitivamente el concepto de número, lo realiza en dos etapas:

Define el concepto de número cardinal (en general) y; Se precisa el concepto de número natural o finito.

Definición de Número Cardinal

Para describir el concepto de número cardinal Frege define una relación de equivalencia R sobre una clase A. Introduce, de esta manera, la definición de clase de equivalencia de un elemento b de A, como la clase de todos los elementos de A que están con b en la relación R. Continúa argumentando que una manera de definir entidades matemáticas, consiste en definirlas como las clases de equivalencia inducidas por una determinada relación de equivalencia en una clase previamente dada de elementos. Para ilustrar esta situación presenta un ejemplo, considerando las rectas del plano, y la relación de paralelismo entre ellas, la cual es una relación de equivalencia que genera una partición de la clase de las rectas del plano, en clases de equivalencias, a las que se llama direcciones. Se deduce que la dirección de una recta b, no es sino la clase de equivalencia de b respecto a la relación de paralelismo, en otras palabras, la clase de todas las rectas paralelas a b.

Frege aplicó este mismo proceso para definir número cardinal, el cual desarrollamos a continuación. Para tal efecto, se exige contar con un dominio previamente dado de elementos, y definir en él una adecuada relación de equivalencia.

En el caso que nos ocupa, se elige como dominio la clase cuyos elementos son conceptos, sobre el cual se define como relación de equivalencia entre conceptos, la relación de biyectabilidad. El concepto P es biyectable con el concepto Q sí y sólo sí hay una biyección entre los objetos que caen bajo P y los objetos que caen bajo Q. En otras palabras, P es biyectable con Q sí y sólo sí hay una relación que relaciona cada objeto que cae bajo P con un (y sólo un) objeto que cae bajo Q, y a la inversa.

Como la relación de biyectabilidad es de equivalencia, genera una partición del dominio dado (clase de los conceptos) en clases de equivalencia, a las que llama números cardinales. El número cardinal de un concepto P es la clase de equivalencia de P respecto a la relación de biyectabilidad, es decir, la clase de todos los conceptos biyectables con P. Es lo que Frege expresa en su peculiar terminología diciendo que "el número que corresponde a un concepto Fes la extensión del concepto equinumérico del concepto F" (Frege, 1884, p.92).

2 Mosterín, 1972, p.6, prólogo de la obra de Frege Fundamentos de la Aritmética, 1884.

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Definición de Número Natural

Para definir número natural se requiere de las definiciones previas siguientes:

El 0 se define como el número que corresponde al concepto "distinto de sí mismo", es decir, es la clase de todos los conceptos vacíos. De igual manera, se define el 1 como el número que corresponde al concepto "igual a 0" . Es decir, el 1 es la clase de los conceptos unitarios. Posteriormente, Frege enuncia que: n es el siguiente de m si hay un concepto P y un objeto aque cae bajo él, tales que n es el número de P y m es el número del concepto "cae bajo P y es distinto de a". Una vez dadas, las definiciones del 0 y de siguiente estamos en capacidad de dar la definición de número natural.

La definición que propone de número natural es la que sigue: n es un número natural si npertenece a la serie numérica que empieza por 0. Es decir, que n es 0 o que n cae bajo cada concepto bajo el que cae el 1, y bajo el que cae el siguiente de cada objeto que cae bajo él.

En la definición de Frege, se observa que los números naturales son los objetos que satisfacen el V axioma de Peano. En especial, se muestra que todo "número natural tiene un siguiente indicando que para cada número natural n, el número natural que corresponde al concepto "pertenece a la serie numérica que termina con n" es el siguiente de n" 3.

El Papel de las Nociones Básicas de la Teoría de Conjuntos en la Construcción de los Números Naturales Realizada por Frege

Para caracterizar el papel de las nociones conjuntistas básicas en la construcción de los números naturales realizada por Frege (1884), consideraremos las dimensiones praxémica (situaciones-problema, técnica, lenguaje) y discursiva (conceptos, propiedades, argumentaciones) de una praxeología matemática.

Dimensión Praxémica

En esta dimensión, destacaremos los tipos de situación problema abordados por Frege, las técnicas y los elementos notacionales o lingüísticos usados en su construcción de los números. Con respecto a los tipos de situación problema, Mosterín (2000) señala que Frege se dedicó a dos tareas básicas: la fundamentación de la aritmética y la aclaración de las nociones semánticas. En relación a las técnicas, tomaremos en cuenta el procedimiento empleado, es decir, el conjunto de pasos realizados para obtener el concepto de número natural y la serie numérica 0, 1, 2, 3, . . . de los números naturales. Dentro de este procedimiento, sólo enfatizaremos algunos aspectos desarrollados, tales como la definición recursiva y contextual de los números naturales (en el contexto de un enunciado del tipo "el número n corresponde al concepto P), que consiste en dar los enunciados:

3 Mosterín, 1972, p. 8, prólogo de la obra de Frege Fundamentos de la Aritmética, 1884.

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Papel de la Teoría de Conjuntos en la Construcción de los Números Naturales

El número 0 corresponde al concepto P si ningún objeto cae bajo P, y El número n + 1, cae bajo el concepto P, si hay un objeto a; tal que a cae bajo P, y el número n corresponde al concepto "cae bajo P, pero es distinto de a".

Para presentar definitivamente el concepto de número, lo realiza en dos etapas: define el concepto de número cardinal y precisa el de número natural o finito. A su vez, para elaborar la definición de número cardinal define una relación de equivalencia R sobre una clase A.

Es notorio que desde el mismo planteamiento del procedimiento analizado, se nos presenta de una forma implícita el uso de las nociones básicas de la teoría de conjuntos. Más concretamente, para definir una relación R que sea de equivalencia se requiere obligatoriamente la existencia de un conjunto A, sobre el cual se definirá la propiedad o regla matemática que cumpla con las propiedades reflexiva, simétrica y transitiva, que, en el contexto desarrollado lo identificamos con la clase A. Además para demostrar el cumplimiento de las mencionadas propiedades, se exige determinar el conjunto de los pares ordenados del producto cartesiano AxA que cumplen con la definición de la relación R definida sobre A.

Con respecto al uso de los elementos notacionales o lingüísticos, señalamos los siguientes:

- n: denota un número cualquiera - P: se refiere a un concepto- 0: símbolo para denotar el cero- n + 1: un número cualquiera más 1- a: denota un objeto cualquiera- R: denota una relación cualquiera- A: denota una clase cualquiera.

En este aspecto de la praxeología numérica, identificamos las notaciones de un objeto y de una clase cualquiera con las notaciones de elemento de un conjunto y la de un conjunto cualquiera, respectivamente.

Dimensión discursiva

En esta componente de la praxeología, mostraremos sólo aquellos elementos (conceptos-definiciones, propiedades y argumentaciones) que involucran implícita o explícitamente nociones conjuntistas en su descripción. En este sentido, en la argumentación dada por Frege, la relación de equivalencia definida sobre la clase A para definir el número cardinal genera una partición de A en clases de equivalencia, tiene implícitas nociones conjuntistas básicas, las cuales especificamos a continuación. Para definir el concepto de partición se requiere de las nociones de familia de conjuntos, conjunto vacío, intersección de conjuntos y unión de conjuntos, puesto que una partición sobre un conjunto A es una familia de conjuntos no vacíos, disjuntos dos a dos, cuya unión es el conjunto A.

Además en la definición de la noción de clase de equivalencia de un elemento b de A como la clase de todos los elementos de A que están con b en la relación R, se observa, prácticamente en forma explícita, que la noción de clase corresponde a la noción de conjunto. También se puede

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resaltar que las propiedades reflexiva, simétrica y transitiva que debe cumplir la relación R para ser de equivalencia involucran las nociones de conjunto, elemento de un conjunto, subconjunto, producto cartesiano, etc.

En los conceptos-definiciones se elige como dominio la clase cuyos elementos son conceptos y se define la relación de equivalencia entre conceptos, como relación de biyectabilidad, se expresa de la manera siguiente: el concepto P es biyectable (o están relacionados mediante la relación de biyectabilidad) con el concepto Q sí y solo sí hay una biyección (aplicación biunívoca) entre los objetos que caen bajo P y los objetos que caen bajo Q.

Veamos el concepto-definición, el número cardinal de un concepto P es la clase de equivalencia de P respecto a la relación de biyectabilidad, es decir, la clase de todos los conceptos biyectables con P. En esta definición se involucra la noción de conjunto, resaltándose que un número cardinal es un conjunto, y que a su vez, sus elementos son conjuntos.

Conclusiones

En este trabajo hemos complementado el análisis epistemológico realizado por Arrieche (2002) ejemplificando el papel de la teoría de conjuntos en la matemática, a través del análisis de las construcciones de los números naturales dadas por Frege, Dedekind, Peano, Weyl y Lorenzen. Este análisis nos ha permitido caracterizar el papel de las nociones básicas de la teoría de conjuntos en las construcciones numéricas estudiadas.

Hemos encontrado que las construcciones de los números naturales realizadas por los matemáticos referidos, presentadas con diversos enfoques (logicista, formal y constructivista), están conectadas por el uso de nociones básicas de la teoría de conjuntos, debido a que sus desarrollos utilizan implícita o explícitamente estas nociones.

Nuestra indagación de las diversas aproximaciones filosóficas sobre los números nos lleva a considerar los números naturales como la estructura matemática común de los sistemas de objetos usados para expresar las situaciones de cardinación y ordenación.

Es frecuente encontrar en los textos matemáticos y filosóficos definiciones de números naturales tales como los números naturales son:

“los cardinales finitos”,“las clases de equivalencia de los conjuntos finitos equipotentes entre sí” “la propiedad común de los conjuntos finitos que son equipotentes” (expresión inapropiada como criticó Russell (1903)

En estos casos no se explicita que los números son los elementos de cualquier conjunto con una estructura específica, de modo que cada número en particular lo es en tanto que forma parte del sistema correspondiente. Esas expresiones metafóricas ocultan la verdadera realidad de los números, y además confunden un ejemplar de los infinitos sistema numéricos posibles con el tipo estructural correspondiente.

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Papel de la Teoría de Conjuntos en la Construcción de los Números Naturales

Interesa concebir los cardinales finitos como cantidades, mientras que los números son las medidas de los cardinales, esto es, maneras de expresar las cantidades. Los cardinales de conjuntos son la razón genética de los números, pero los números tienen una realidad diferente de la numerosidad de los conjuntos. Sin embargo, es cierto que cualquier sistema de cantidades discretas (una colección de palotes o piedrecitas, por ejemplo) se puede estructurar recursivamente y ser usado como sistema numérico.

El análisis realizado a las construcciones de los números naturales consideradas, nos permite concluir que todos los enfoques estudiados en esta investigación, excepto la definición por abstracción que consideramos incorrecta al igual que Russell (2003), nos conducen a concebir los números como una estructura abstracta que tiene una secuencia recursiva, teniendo presente que para efectos didácticos se utilice la definición que hemos propuesto anteriormente.

Referencias Bibliográficas

Arrieche, M. (2002). Papel de la teoría de conjuntos en la formación de maestros: Facetas y factores condicionantes del estudio de una teoría matemática. Tesis doctoral no publicada. Departamento de Didáctica de la Matemática de la Universidad de Granada.

Frege, G. (1972). Fundamentos de la aritmética. [U. Moulines (trad.), Barcelona: Laia]. Godino, J. D. y Batanero, C. (1994). Significado institucional y personal de los objetos

matematicos. Recherches en Didactique des Mathématiques, 14(3), 325-355. Mosterín, J. (2000). Los lógicos. Madrid: España. Russell, B. (1967). Los principios de la matemática. [ J. C. Grimberg (trad.), Madrid: Espasa-Calpe].

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Significados de la Probabilidad en la Educación Secundaria

Carmen BataneroUniversidad de Granada

España batanero@ugr.es

Probabilidad, Estadística y Combinatoria – Nivel Medio

RESUMENEn este trabajo partimos de un modelo teórico sobre el significado de los objetos matemáticos en que se consideran seis elementos diferenciados y se distingue entre el significado dado al objeto en una cierta institución de enseñanza y el personal adquirido por un alumno dentro de la institución. Utilizamos estas ideas para analizar los distintos significados históricos de la probabilidad y cómo han sido tenidos en cuenta en la enseñanza secundaria. Finalizamos con algunas recomendaciones para mejorar la enseñanza de la probabilidad.

1. Introducción

La tendencia a renovar