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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN PRODUCTOS NOTABLES, FACTORIZACIÓN Y ECUACIONES DE SEGUNDO GRADO CON UNA INCÓGNITA, UNA PROPUESTA DIDÁCTICA PARA EL BACHILLERATO DEL COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES T E S I S QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRA EN DOCENCIA PARA LA EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR EN EL CAMPO DE LAS MATEMÁTICAS P R E S E N T A ACT. ESTHER LÓPEZ HERNÁNDEZ ASESOR: MTRO. JUAN BAUTISTA RECIO ZUBIETA ESTADO DE MÉXICO MAYO DE 2008 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. AGRADECIMIENTOS Al Mtro. Juan Bautista Recio Zubieta, por su gran apoyo, por su paciencia y por compartir sus conocimientos, para poder llevar a cabo la realización de este trabajo. ¡Muchas Gracias! Al M. en C. Oscar Cuevas de la Rosa, al Mtro. Pedro Manuel Zerendieta Méndez, por dedicarme parte de su tiempo, por sus orientaciones y comentarios para mejorar este trabajo. ¡Gracias! Al Mtro. Andrés Hernández López, por sus consideraciones y apoyo. ¡Gracias! A mis maestros sinodales, por sus observaciones y sugerencias. ¡Gracias! AGRADECIMIENTOS A mis papás Cruz y Vicente, con cariño por su apoyo incondicional, de toda la vida. ¡Muchas Gracias! A mis hermanos que siempre han estado conmigo. A la Mtra. Georgina Castañeda Ayala, por brindarme su amistad, por su ayuda y sus consejos. ¡Gracias! Í N D I C E INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1 CAPITULO I. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVO DE ESTUDIO 1.1 Justificación ……………………………………………………………………………… 3 1.2 Objetivo General ………………………………………………………………………... 5 1.3 Objetivos Particulares ………………………………………………………………….. 6 1.4 Hipótesis …………………………………………………………………………………. 6 CAPITULO II. MARCO TEÓRICO 2.1 Sistema Bachillerato de la UNAM ………………………………………………….... 7 2.1.1 Bachillerato del Colegio de Ciencias y Humanidades ………………………. 8 2.1.2 Propósitos del área de Matemáticas ………………………………………….. 9 2.1.3 Propósitos de la Materia ……………………………………………………….. 10 2.2 Enseñanza …………………………………………………………………………….. 10 2.2.1 Concepciones sobre el proceso de enseñanza ……………………………… 11 2.3 Aprendizaje ……………………………………………………………………………. 12 2.3.1 Concepciones sobre el proceso de aprendizaje ……………………………... 12 2.4 Concepciones sobre las Matemáticas ……………………………………………… 13 CAPITULO III. METODOLOGÍA DEL TRABAJO 3.1 Instrumentos desarrollados para realizar el trabajo ………………………………. 16 3.2 Descripción del instrumento diagnóstico …………………………………………... 16 3.3 Propuesta didáctica para la enseñanza de los productos notables, factorización y ecuaciones de segundo grado ……………………………………………………. 18 3.4 Características de la población ……………………………………………………… 23 3.5 Desarrollo de la enseñanza ….……..……………………………………………….. 24 CAPITULO IV. ANÁLISIS Y RESULTADOS 4.1 Primera aplicación del instrumento ……………………………………………….. 32 4.2 Segunda aplicación de instrumento ……………………………………………….. 33 4.3 Comparación con los resultados obtenidos en el Pre Test Post Test …………. 37 4.4 Análisis Estadístico (Prueba de hipótesis sobre diferencias de medias) ………. 52 CONCLUSIONES …………………………………………………………………………….. 64 BIBLIOGRAFIA .……………………………………………............................................... 66 ANEXOS Anexo 1. Instrumento Diagnóstico (Examen) Sobre el Tema de Ecuaciones Cuadráticas …………………………………… 69 Anexo 2. Actividades de Enseñanza – Aprendizaje ……………………………………… 74 Anexo 3. Registro de las actividades y tareas realizadas ………………………………. 128 Anexo 4. Cuestionario aplicado a los profesores sobre el tema de Ecuaciones Cuadráticas ……………………………………………………………………….. 131 Anexo 5. Información recabada por los profesores de Matemáticas I ………………… 133 Anexo 6. Opinión de los alumnos …………………………………………………….……. 139 1 I N T R O D U C C I Ó N La presente Tesis tiene como objetivos principales: Diseñar una propuesta didáctica sobre la enseñanza de las matemáticas, con respecto a los temas de productos notables, factorización y ecuaciones de segundo grado con una incógnita. Tomando como base el programa de estudios de Matemáticas I que se imparte en el primer semestre del Colegio de Ciencias y Humanidades. Encontrar la manera de reducir al máximo el índice de reprobación, que se da de manera alarmante en el bachillerato. Evitar la deserción de los alumnos, ya que en los últimos años lejos de disminuir se ha incrementado. En el Capítulo I tomando en cuenta lo anterior, abordamos dicha problemática que como sabemos se deriva de varios factores, entre los cuales podemos mencionar los siguientes: La forma de enseñar las matemáticas, mitos que consideran que solo las personas que cuentan con una mente super dotada pueden entenderlas y manejarlas, el poco tiempo que se tiene destinado para cada tema y problemas personales de los alumnos. Ya entrados en materia en el Capítulo II se menciona el marco teórico, conformado por: el Sistema de Bachillerato del Colegio de Ciencias y Humanidades, cuyo modelo educativo tiene como finalidad; la formación integral del estudiante, que éste aprenda a aprender, aprenda a hacer y aprenda a ser, así; sin descuidar estos propósitos, se elaboró la propuesta didáctica que fue llevada a la práctica en el Plantel Azcapotzalco. Por otro lado se hace mención de los própositos del área de matemáticas, específicamente de la materia de Matemáticas I en relación con el tema de ecuaciones cuadráticas. Se da una breve definición sobre los términos de enseñanza – aprendizaje. Cabe aclarar que estos términos pueden ser definidos desde diferentes puntos de vista, es decir, de la corriente educativa a la que se haga mención, así mismo; se presentan algunas concepciones sobre el proceso de enseñanza – aprendizaje y su relación con las matemáticas. En el Capitulo III se menciona la forma en que se llevó a cabo la realización de este trabajo, así como los materiales que se usaron, también plantéo cómo se diseño la propuesta didáctica para la enseñanza de los productos notables, factorización y ecuaciones de segundo grado, así como las características del exámen diagnóstico que les fue aplicado a los alumnos. Además también se hace mención a las características de la población a quienes se les aplico el material didático. En el Capítulo IV se muestran los resultados obtenidos de los alumnos una vez que se aplicaron las actividades de enseñanza - aprendizaje (la propuesta didáctica), así como 2 un análisisde estos resultados. Cabe mencionar que se utilizó el esquema de Pre Test Post Test, por lo que también se llevó a cabo una comparación con los resultados. Por último se presentan los anexos. El anexo 1 contiene el instrumento diagnóstico (examen) que les fue aplicado a los alumnos. En el anexo 2 contiene las actividades de enseñanza y aprendizaje, para la realización de estas actividades. Se buscó la manera de hacerlo de una forma flexible dejando atrás la rigidez; esto con la finalidad de obtener un mejor aprovechamiento en el proceso de enseñanza – aprendizaje. En el anexo 3 se llevó a cabo un registro de las actividades y tareas realizadas, de tal forma que los alumnos tuvieran un control sobre su propio desempeño durante el curso. En el anexo 4 se encuentra el cuestionario que les fue aplicado a los profesores que imparten la materia de Matemáticas I. En el anexo 5 se tiene la información de las entrevistas realizadas a profesores de Matemáticas I, con el fin de encontrar alternativas didácticas, que sirvieran para optimizar la problemática que se tiene en la enseñanza de las matemáticas. En el anexo 6 y último se recabó la opinión de los alumnos en cuanto al material sobre las actividades de enseñanza – aprendizaje que se les aplicó, ya que considero que estas opiniones nos ayudan a reflexionar sobre nuestra labor como docentes. 3 CAPITULO I. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVO DE ESTUDIO 1.1 Justificación En la docencia actual, a pesar de los avances de la investigación educativa y de los programas de formación de profesores de los últimos años, muchos de ellos muestran un poco u nulo interés para tomar en cuenta dichos avances, por lo que además de no saber como impartir la docencia se convierten en la mayoría de las veces sólo protagónicos del saber, mientras que los alumnos con esto caen en una actividad de pasividad, lo que trae como consecuencia el desinterés, la repetición y memorización del conocimiento sin que exista lo más importante un sentido analítico y crítico. En este sentido el investigador Morán Oviedo, afirma que el deber ser de la docencia se centraba básicamente en exposiciones magistrales a través de las cuales se iban dosificando cápsulas de saber que los estudiantes debían asimilar y aceptar sin reflexionar ni protestar, ya que el profesor era la figura dominante, el centro de la clase. En este concepto de docencia el grupo es sólo un conjunto de personas que no se comunican ni interactúan durante el proceso de aprender. Sin embargo “con los avances de la investigación educativa, de los últimos tiempos, específicamente con sus aportaciones en el descubrimiento de nuevas concepciones pedagógicas, de nuevas corrientes educativas y nuevos métodos de enseñanza y de aprendizaje, nos encontramos en una perspectiva diferente de pensar y realizar la docencia, ya que no se limita sólo a procurar la existencia de la comunicación e interacción grupal sino que la promueve y la aprovecha intencionadamente como fuente y medio de experiencias de aprendizaje” (Morán Oviedo, 2006, p5). Por lo mencionado anteriormente, la docencia se caracteriza como un proceso de interacción profesor – alumno, donde se presente como un diálogo constructivo entre profesor y alumno, ya que se considera que el proceso de comunicación es un proceso interactivo en el cual el alumno también emite mensajes hacia el profesor, intercambio de experiencias, puntos de vista, etc. “La docencia es, asimismo, una actividad profundamente matizada por los componentes ideológicos del docente, del alumno, de la institución que la promueve y del propio campo disciplinario que se estudia”. Por otra parte, “varios investigadores (Tirano y Serrano, 1989; Lapointe, Mead y Askew, 1992, entre otros) reportan una crisis tanto nacional como global en la enseñanza matemática”. “En México la crisis es evidente, estadísticas señalan que en algunas universidades se ha incrementado de un 10% a un 30% la demanda de cursos especiales de matemáticas…”,”La actual generación de estudiantes seguramente tendrá que enfrentarse a cambios tecnológicos que necesitarán estructuras de conocimiento cada vez más complejas… Desde las habilidades simples para realizar y organizar cargamentos de mercancías, hasta el conocimiento de alto nivel necesario para la ciencia y los avances tecnológicos” (Carlson, 1992 en Lara, fuentes y Gómez, V Simposio Internacional en Educación Matemática, 1995, p.86). Por lo tanto la enseñanza de las matemáticas es sumamente importante “Vivimos tiempos extraordinarios y acelerados cambios. Surgen y evolucionan continuamente nuevos conocimientos, herramientas y formas de usar y comunicar las matemáticas” (Principios y Estándares de Educación Matemática, NCTM, 2000). Por lo que se debe buscar alternativas que ayuden a optimizar el problema en la enseñanza de la matemática. 4 Con base en la información antes citada, el trabajo de investigación es que los alumnos del Colegio de Ciencias y Humanidades del plantel Azcapotzalco tengan una mejor comprensión en algunos temas que se mencionan en el programa de matemáticas I, así como su importancia para materias posteriores. La enseñanza de las matemáticas en el bachillerato del CCH presenta problemas en el rendimiento de los alumnos, lo cual se refleja en sus calificaciones, por lo que no es muy satisfactorio, el índice de reprobación es alto, así como la deserción en el salón de clases, como lo muestra la tabla 1. “Dentro de la investigación educativa, es de utilidad conocer el comportamiento de la población por medio de cálculo de tasas”. (Datos proporcionados por la Secretaria de Apoyo al Aprendizaje, plantel Azcapotzalco). Tabla 1. Aprovechamiento en la asignatura de Matemáticas I. Distribución de calificaciones. Porcentaje de alumnos. Con los datos de la tabla se puede observar que la calificación de NP en la generación 2000 fue la más alta con el 21.31%, la cual disminuyo notoriamente en la generación 2007 con el 8.02%. La generación 2001 fue la que tuvo mayor porcentaje de alumnos reprobados con 5, con el 25.91%, mientras que la generación que menos alumnos tuvo con esta calificación fue la 2006, con 17.51%. La generación que más alumnos obtuvieron la calificación de 6 fue la 2005, con el 21.12% y la generación que obtuvo menos alumnos con esa calificación fue la 2000, con 14.90%. En cuanto a la calificación de 7, la generación que más alumnos tuvo fue la 2006, con el 20.08%, mientras que la generación 2001 fue la que menor porcentaje obtuvo, con solo el 12.61%. El 13.36% de la generación 2000 obtuvo 8 y fue la más baja, frente a la generación 2003, cuya tasa fue de 17.18%. En cuanto a la calificación de 9 la generación 2007 fue la más alta con el 12.80%, mientras que la generación 2002 fue la más baja con el 6.44%. Y por último la generación 2000 fue la que menor número de alumnos tuvo calificación de 10, con el 4.99%, mientras que la generación 2007 tuvo el mayor número de alumnos con esta calificación, con el 8.97%. Esta situación se deriva de varios factores, entre los cuales se mencionan las siguientes: La forma de enseñar las matemáticas, mitos o creencias que consideran que las matemáticas son muy difíciles y sólo para personas dotadas o privilegiadas, problemas personales de los alumnos ya que se encuentran en una edad “la adolescencia” en la cual Calificaciones Generación NP 5 6 7 8 9 10 2000 21.31 20.85 14.90 15.91 13.36 8.69 4.99 2001 16.29 25.91 15.61 12.61 14.66 8.93 5.99 2002 16.81 19.18 18.94 19.40 13.87 6.44 5.36 2003 11.75 19.04 17.79 14.86 17.18 10.63 8.75 2004 11.82 25.22 19.73 15.45 13.50 8.46 5.81 2005 9.72 24.47 21.12 17.33 13.60 7.50 6.26 2006 10.63 17.51 19.09 20.08 16.83 9.95 5.91 2007 8.02 18.07 17.60 18.82 15.71 12.80 8.97 5 buscan su propia identidad y de encontrarse asimismo buscando apoyo en su grupo de pares. “Para el adolescenteresulta muy importante pertenecer a un grupo de jóvenes como él y de seguir las reglas del grupo, por lo tanto si tiene que elegir entre las normas impuestas por los padres y las de grupo, se decidirá por las de su grupo, lo cual le crea conflictos no sólo con las figuras paternas, sino con la sociedad adulta en general” (Tarragona Roing, 2004, p15-16), estos conflictos internos por los que atraviesan los alumnos y la falta de entendimiento por parte del profesor, tomando así una actitud rígida y autoritaria en el salón de clases, trae como consecuencia que los alumnos no tengan un buen desempeño. Otro factor es la falta de buenos hábitos de estudio, lo cual se refleja en sus calificaciones, así como el cambio que tienen de la secundaria al bachillerato, lo cual les ocasiona un desequilibrio, ya que es un proceso que presenta cambios para los cuales algunos alumnos no están preparados. Además si agregamos que la Matemática es una ciencia abstracta y lógica, “los alumnos que todavía no han pasado de la fase operacional concreta, son incapaces de incorporar significativamente a sus estructuras cognoscitivas relaciones entre dos o más abstracciones “secundarias”, a menos que dispongan de apoyos empírico-concretos actuales o recientes” (Inhelder y Piaget, 1958, en Ausubel, 1976). Por otra parte, cabe mencionar que anteriormente en los cursos de matemáticas, los grupos estaban formados por aproximadamente 50 alumnos, para el ciclo escolar 2007-1 se hizo un cambio, los grupos de matemáticas I se dividieron a la mitad, buscando así un mejor rendimiento en los alumnos, teniendo algunas ventajas como son: una mayor atención hacia los alumnos, mejor control sobre su desempeño durante las clases, saber escucharlos, estimular su sentido de responsabilidad, etc. 1.2 Objetivo General: • Mejorar el aprendizaje de los alumnos en un tema crucial como son los productos notables y la solución de ecuaciones de segundo grado con una incógnita. Para ayudar a mejorar el aprendizaje se desarrollaron materiales didácticos que permitieran una mayor comprensión sobre los temas de productos notables, factorización y ecuaciones de segundo grado con una incógnita, que corresponde a la 5ª unidad de Matemáticas I, en el bachillerato del Colegio de Ciencias y Humanidades, en el plantel Azcapotzalco. Los productos notables, así como la factorización, desempeñan un papel muy importante en los cálculos algebraicos. No solamente para el curso de matemáticas I, vemos su aplicación en la resolución de ecuaciones de segundo grado; en el curso de matemáticas III, en las secciones cónicas correspondientes a la unidad IV, en el tema de parábola de la unidad V, entre otros temas. En términos generales la factorización es parte fundamental de la Matemática. Por lo que considero, que es importante tener cuidado en su desarrollo como consecuencia de que el manejo de estas expresiones facilita la resolución de diversos problemas. 6 1.3 Objetivos Particulares: • Tomando como base el examen diagnóstico, identificar las deficiencias en los aprendizajes, así como conocer los antecedentes de los alumnos en cuanto a la materia. • Desarrollar, con base a las deficiencias que se encuentre en los alumnos, un material de apoyo para el curso de matemáticas I, el cual estará elaborado a partir del modelo educativo del Colegio de Ciencias y Humanidades. El material didáctico versará sobre el tema de los productos notables y la factorización, así como la resolución de ecuaciones de segundo grado. • Pilotear el material con tres o cuatro alumnos a fin de detectar posibles fallas en él y corregirlas. • Aplicar el material a un grupo y analizar los resultados. 1.4 Hipótesis: • El uso de materiales que busquen presentar de diferentes maneras los temas de productos notables y de factorización, así como la resolución de ecuaciones de segundo grado ayudarán a los alumnos a una mejor comprensión de ellos. Para probar la hipótesis se realizarán pruebas estadísticas, para demostrar que el resultado de aplicar un instrumento diagnóstico (examen) a un grupo de estudiantes sin la exposición de cierto material didáctico, es menor a los resultados que se obtienen al aplicar el mismo examen, pero con el conocimiento del material didáctico al mismo grupo de estudiantes. La intención de los exámenes es para medir el nivel taxonómico de las preguntas como son: a) el nivel de conocimiento, b) el nivel algorítmico, c) el nivel de comprensión y d) el nivel de aplicación. Se medirán cada nivel a través de una serie de reactivos clasificados en los correspondientes niveles y en donde la ejecución de los alumnos en cada uno de ellos, será registrado como 0 y 1, donde: el 0 corresponde a que la respuesta esta mal, si no lo hizo o no lo termino; el 1 corresponde a que la respuesta esta correcta. Para el desarrollo del trabajo, debemos estar conscientes que existen tres variables primordiales, que debemos mencionar en forma explícita. 1. El tipo de material didáctico del que se haga uso (variable independiente). 2. La comprensión que tengan los alumnos de los temas, lo cual se reflejará en la calificación que obtengan del examen (variable dependiente). 3. El profesor, lo cual considero que es la variable principal. 7 CAPITULO II. MARCO TEÓRICO 2.1 Sistema de Bachillerato de la UNAM La educación es medio fundamental para adquirir, transmitir y acrecentar la cultura. La misión de toda institución educativa es preparar a las nuevas generaciones para el mundo en que tendrán que vivir. Propiciar la adquisición de los conocimientos y las habilidades que los alumnos requieren para desempeñarse con eficiencia en una sociedad que cambia rápidamente. La matemática tiene una larga trayectoria unida al progreso de la humanidad y ha ocupado un lugar central en la educación a lo largo de la historia. Con los procesos de revisión y modificación de los planes y programas de estudios de la Escuela Nacional Preparatoria y del Colegio de Ciencias y Humanidades y su aprobación en 1996, el bachillerato de la UNAM avanzó de manera significativa en sus esfuerzos por mejorar la calidad de la educación que imparte. El progreso se manifiesta sobre todo en la actualización de los contenidos programáticos, en la propuesta de formas de enseñanza más dinámicas, en general en una estructura curricular más coherente con el logro del perfil de egreso deseado. Para dar atención a los avances del conocimiento, con frecuencia se incrementan los contenidos curriculares sin que éstos incidan en aspectos fundamentales de la formación de los alumnos; no hay la suficiente coherencia entre programas y finalidades educativas y, en general, no se ha contribuido de manera más eficaz para que los egresados de este ciclo se desempeñen con éxito en sus estudios de licenciatura y en la vida social y laboral. Lo anterior ha impulsado desde la década pasada, en prácticamente todos los países, un movimiento de reforma de este ciclo entre cuyos elementos destaca la identificación y definición explícita de los aprendizajes concretos a los que debe orientarse la educación en este nivel. Por ejemplo, la determinación de los Contenidos Básicos comunes de la Educación Polimodal en Argentina, los Contenidos Mínimos Obligatorios de la Educación Media en Chile, las Enseñanzas Mínimas del Bachillerato en España, los Estándares Educativos Nacionales en los Estados Unidos y las reformas curriculares en Canadá y en Perú. En particular, en el bachillerato, la enseñanza de la matemática debe contribuir a consolidar los conocimientos y las habilidades para aplicarla a diversas situaciones problemáticas y a que el alumno la considere como algo propio y tenga confianza al emplearla, y sirva para formar en el alumno una mentalidad organizada y analítica. A partir de éstas en las que coinciden la Escuela Nacional Preparatoria y el Colegiode Ciencias y Humanidades, cuyos programas de estudios constituyeron un referente fundamental, es que se han formulado los desempeños correspondientes a matemática para el Núcleo de Conocimientos y Formación Básicos que debe proporcionar el Bachillerato de la UNAM (NCFB); es decir, lo que es esencial que aprendan los alumnos. 8 En los desempeños propuestos se refleja la orientación que se propone para la enseñanza y el aprendizaje de la matemática en este nivel educativo: • Favorecer la comprensión y la capacidad de aplicación de conceptos y procedimientos matemáticos esenciales. • Promover la valoración, el interés y el gusto por la matemática como una ciencia en constante desarrollo. El Colegio de Ciencias y Humanidades, junto con la Escuela Nacional Preparatoria, forma parte del bachillerato universitario con mayor demanda de la población estudiantil de México. 2.1.1 Bachillerato del Colegio de Ciencias y Humanidades El Colegio de Ciencias y Humanidades fue originado como una alternativa que venía a resolver diversos problemas, entre otros, la demanda educativa de nivel superior y medio superior, efecto de la explosión demográfica y de la generalización de las oportunidades de educación elemental y media, fruto del plan de 11 años. El Colegio de Ciencias y Humanidades es el resultado de una constante preocupación universitaria: impulsar por nuevos caminos la enseñanza y la investigación científica. Fue concebido como un plantel de nuevo tipo, que rebasando las limitaciones de la organización tradicional, abriera sus puertas al mayor número posible de estudiantes y reuniera la experiencia de diversas instituciones de educación superior, a fin de orientar adecuadamente al alumno en función del campo educacional. El Colegio de Ciencias y Humanidades dispone de un modelo educativo con el cual desarrolla un conjunto de experiencias de aprendizaje en su población estudiantil a través de una serie de políticas, programas y proyectos. (Prontuario del profesor, enero, 2002) Este modelo educativo se caracteriza por una serie de elementos estructurales que son: • La noción de cultura básica. • La organización académica por áreas. • El alumno como actor de su formación. • El profesor como orientador en el aprendizaje. “La función principal del modelo educativo es la de establecer lineamientos institucionales para organizar y regular los procesos de enseñanza y aprendizaje”. (Prontuario del profesor, enero, 2002) La noción de cultura básica. Éste es el contenido fundamental formativo que le ofrece el Colegio a sus alumnos. La cultura básica se encuentra plasmada en todas las asignaturas del plan de estudios, y se entiende como el conjunto de principios y elementos de saber y de hacer a través de cuya utilización pueda adquirir mayores y mejores conocimientos y prácticas. En consecuencia, la cultura básica se integra por las capacidades de: 9 - Aprender a conocer. Acceso a la información y su organización: lectura de libros y textos. - Aprender a hacer. La puesta en práctica de conocimientos: la experimentación en los laboratorios, la investigación y producción de textos en la clase-taller. - Aprender a ser. La adquisición y ejercicio de los valores de la cultura contemporánea: respeto, tolerancia, solidaridad, etc. - Aprender a aprender. Capacidad del alumno de seguir aprendiendo y asumirse como sujeto de cultura y educación. La organización académica por áreas. El contenido de la cultura básica se organiza y distribuye en las diferentes materias que articulan las 4 áreas que definen la estructura curricular del CCH: el área de ciencias experimentales, de talleres, de histórico-sociales y de matemáticas. En su conjunto las áreas son grandes campos de conocimiento que fomentan una visión humanista de las ciencias y la naturaleza, así como una visión científica de los problemas del hombre y la sociedad. El alumno como actor de su formación. El bachillerato del Colegio se caracteriza por colocar en el centro de todas sus actividades, al alumno, su aprendizaje y su formación. Para ello se han diseñado políticas, programas y proyectos que tienen como eje organizacional este principio. Por lo tanto, el enfoque de las materias, las formas de trabajo en el salón de clases, los laboratorios, la formación de profesores y los mecanismos de gestión académica y administrativa de la institución toman a esta concepción del alumno como el referente para organizar sus actividades. El profesor como orientador en el aprendizaje. La institución concibe un modelo de docencia que, desarrollando y fortaleciendo las habilidades básicas de saber planear, instrumentar y evaluar las clases, sea capaz de orientar la adquisición de conocimientos de calidad, adapte materiales didácticos y realimente el aprendizaje de los estudiantes de manera cotidiana. 2.1.2 Propósitos del área de Matemáticas La enseñanza de la Matemática en el bachillerato debe orientarse de manera tal que permita a los alumnos percibir a esta disciplina como una ciencia en constante desarrollo. El sentido del Área está determinado por el hecho de que el aprendizaje de la Matemática contribuye de diversas maneras al desarrollo de la personalidad del educando. (Prontuario del profesor, enero, 2002) Se busca que el estudiante sea el principal actor en el proceso de su aprendizaje, adquiera un desempeño satisfactorio en la comprensión y manejo de los contenidos de los cinco ejes temáticos (Álgebra, Geometría, Trigonometría, Geometría Analítica y Funciones) y desarrolle: • El empleo de diversas formas de pensamiento reflexivo (sistemático, especulativo y riguroso), particularmente de tipo analógico, inductivo y deductivo. • La adquisición de aprendizajes de manera independiente. • La comprensión del significado de los conceptos, símbolos y procedimientos matemáticos correspondientes al nivel bachillerato. • La capacidad para realizar análisis y establecer relaciones mediante la identificación de semejanzas y el uso de analogías. 10 • La capacidad para formular conjeturas, construir argumentos válidos y aceptar o refutar los de otros. • La capacidad de aprender tanto de los aciertos como de los errores. • La habilidad en el manejo de estrategias de resolución de problemas. • La incorporación a su lenguaje y modos de argumentación habituales, de diversas formas de expresión matemática (numéricas, tabulares, gráficas, geométricas y algebraicas) • La aplicación de conocimientos en distintos ámbitos de su actividad, con actitudes de seguridad en sí mismo y de autoestima. • El interés por la lectura y comprensión de textos científicos, tanto escolares como de divulgación. • La valoración del conocimientos científico en todos los campos del saber. 2.1.3 Propósitos de la materia Dentro de los propósitos generales de Matemáticas I en relación con el tema de ecuaciones cuadráticas se tiene que: • El alumno analizará las condiciones y relaciones que se establecen en el enunciado verbal de un problema y expresará las relaciones entre lo conocido y lo desconocido a través de una ecuación algebraica de segundo grado. • Utilizará los métodos siguientes para resolver una ecuación cuadrática: factorización, completar a un trinomio cuadrado perfecto y uso de la fórmula general. • Transformará una ecuación cuadrática a la forma adecuada para su resolución por un método específico. • Identificará cuáles son los parámetros a, b y c, aún en ecuaciones “desordenadas” o incompletas y los sustituirá correctamente en la fórmula general. • Efectuará las operaciones indicadas al aplicar la fórmula general, de modo que llegue a obtener las dos soluciones correctas. • Sabrá que cuando en el radical se obtiene un número negativo, no existe ningún número real que satisfaga esta condición, por lo que se requiere entrar al terreno de otro tipo de números llamados complejos. • Calcularáel valor del discriminante acb 42 − para conocer la naturaleza y el número de soluciones. • Dadas las dos raíces de una ecuación, construirá la ecuación de la que provienen. En relación con actividades de generalización, el alumno comprenderá cómo se obtiene la fórmula general para resolver ecuaciones cuadráticas. 2.2 Enseñanza De manera general se define la enseñanza (Del latín. Vulg. Insignare, señalar) como: sistema y método de dar instrucción. Conjunto de conocimientos, principios, ideas, etc., que se enseñan a alguien. La palabra enseñanza puede ser definida desde diferentes puntos de vista, es decir, de la corriente educativa a la que se haga referencia. 11 Para Chadwick y Rivera, 1990 la enseñanza consiste en crear las condiciones adecuadas para que se produzca el aprendizaje del alumno. Mientras que el aprendizaje es un cambio relativamente permanente que se produce en un aprendiz, debido a ejercitación, práctica, entrenamiento o experiencias y no a circunstancias tales como drogas, accidentes, maduración. Y al entrar ambos procesos en interacción dinámica, se produce lo que se llama “el proceso de enseñanza-aprendizaje”. Siendo conceptos paralelos y complementarios, es importante distinguir los términos de enseñanza y aprendizaje. 2.2.1 Concepciones sobre el proceso de enseñanza Para Danilov el éxito de la enseñanza sólo puede lograrse si el contenido de la misma y los métodos empleados corresponden a los fines de la educación y a las peculiaridades de los alumnos, según su edad. La asimilación de conocimientos nuevos se inicia siempre por la percepción de las materias estudiadas, de los fenómenos o de las explicaciones del maestro. La percepción activa se verifica cuando en el alumno concurren determinados motivos. Todo ello caracteriza el proceso asimilativo. La creación de condiciones para que surjan dichos motivos constituye un importante elemento de la enseñanza. “La asimilación de conocimientos por los alumnos rinde sus mayores frutos cuando existe una acertada organización de la enseñanza por el maestro” (Danilov, 1977, p.21) El proceso de asimilación de conocimientos por los alumnos sigue dos caminos: a) el directo, éste se refiere cuando aquéllos pasan de la observación de los objetos, de los procesos y de los fenómenos estudiados, del análisis de las nociones concretas y de la experiencia vital que poseen, a las nociones y a los conceptos científicos, y b) el indirecto, éste se refiere a cuando los alumnos parten de los conceptos que poseen, de las palabras del maestro y del libro de texto, para crear en su mente un objeto, un fenómeno, formando un nuevo concepto de los objetos estudiados. Existe un estrecho nexo entre el camino directo de asimilación de conocimientos y el camino indirecto. La enseñanza constituye el camino y el medio fundamental de formación y de educación. Es decir, un grado de formación no se adquiere súbitamente, en un momento, sino como resultado de un período de enseñanza más o menos prolongado. Por otra parte Ausubel menciona que al diseñar un curriculum nuevo o al planear un segmento de un programa de enseñanza, es importante tener siempre en cuenta que “el factor más importante que influye en el aprendizaje es lo que el alumno ya conoce”. Es decir, que la planeación de la enseñanza exige una estimación cuidadosa de los conceptos y destrezas que los alumnos poseen y que son relevantes para las nuevas tareas de aprendizaje. Se distinguen tres etapas en la acción didáctica: a) Planteamiento. En esta etapa se formulan los objetivos educativos y los planes de trabajo adaptados a los objetivos previstos. La formulación de un plan implica la toma de decisiones anticipada y la reflexión con anterioridad a la puesta en práctica. 12 b) Ejecución. Posteriormente al planteamiento, el profesor pone en práctica los recursos y métodos didácticos, desarrollándose así el proceso de enseñanza. c) Evaluación. Es la etapa en la que se verifican los resultados obtenidos con la ejecución, materializándose en el proceso de evaluación. 2.3 Aprendizaje El aprendizaje (del latín. Apprenhendere) es el otro elemento fundamental del proceso y de manera común se define como: la adquisición de conocimientos por medio del estudio o de la experiencia. 2.3.1 Concepciones sobre el proceso de aprendizaje Para Ausubel todo el aprendizaje en el salón de clases puede ser situado a lo largo de dos dimensiones independientes: La dimensión repetición-aprendizaje significativo y la dimensión recepción-descubrimiento. En realidad, los dos tipos de aprendizaje pueden ser significativos: 1. Si el estudiante emplea una actitud de aprendizaje significativo, es decir, una disposición para relacionar de manera significativa el nuevo material de aprendizaje con su estructura existente de conocimiento, y 2. Si la tarea de aprendizaje en sí es potencialmente significativa, es decir, si consiste en un material razonable o sensible y si puede relacionarse de manera sustancial y no arbitraria con la estructura cognoscitiva del estudiante particular. En el aprendizaje por recepción, el contenido principal de la tarea de aprendizaje simplemente se le presenta al alumno. En el aprendizaje por descubrimiento, el contenido principal de lo que ha de aprenderse se debe descubrir de manera independiente antes de que se pueda asimilar dentro de la estructura cognoscitiva. En el aprendizaje por recepción (por repetición o significativo), el contenido total de lo que se va a aprender se le presenta al alumno en su forma final, se le exige sólo que internalice o incorpore el material (una lista de sílabas sin sentido, un poema, un teorema de geometría, etc.) que se le presenta de tal modo que pueda recuperarlo o reproducirlo en un momento posterior. En el aprendizaje por recepción y repetición, la tarea de aprendizaje, no es ni potencialmente significativa ni tampoco convertida en tal durante el proceso de internalización, por otra parte el aprendizaje por recepción puede ser significativo si la tarea o material potencialmente significativos son comprendidos en la estructura cognitiva previa del alumno. “Gran parte de la confusión en las discusiones sobre el aprendizaje escolar se debe al no reconocer que los aprendizajes por repetición y significativo no son completamente dicotómicos. Aunque son cualitativamente discontinuos en términos de los procesos psicológicos que subyacen a cada uno de ellos, y que por lo mismo no pueden ser colocados en los polos opuestos del mismo continuo, existen tipos de aprendizaje de transición que comparten algunas de las propiedades de los aprendizajes antes mencionados (por ejemplo, el aprendizaje de representaciones o el 13 aprendizaje de los nombres de los objetos, los eventos y los conceptos)”. (Ausubel, 1976, p. 34) En términos generales lo anterior se puede representar de manera simplificada en la fig1. Aprendizaje Significativo Clarificación de las Enseñanza Investigación relaciones entre audiotutelar científica (música o los conceptos bien diseñada arquitectura nuevas) Conferencias o “Investigación” presentaciones de Trabajo escolar más rutinaria la mayor parte de en el laboratorio o producción intelectual los libros de texto Aprendizaje Tablas de Aplicación de fórmulas Soluciones a Por repeticiónMultiplicar para resolver problemas rompecabezas por ensayo y error Aprendizaje Aprendizaje por Aprendizaje por por recepción descubrimiento guiado descubrimiento autónomo Fig.1.1 Tomada de Ausubel 1976. Los aprendizajes por recepción y por descubrimiento se hallan en un continuo separado del aprendizaje por repetición y el aprendizaje significativo. Se considera importante mencionar que “el aprendizaje por recepción, si bien fenomenológicamente más sencillo que el aprendizaje por descubrimiento, surge parodójicamente ya muy avanzado el desarrollo, y, especialmente en sus formas verbales puras más logradas, implica un nivel mayor de madurez cognoscitiva” (Ausubel, 1976, p. 36). 2.4 Concepciones sobre las Matemáticas La concepción que sobre las matemáticas se tenga, es muy importante ya que se determina en gran medida para la manera en como el docente concibe su trabajo. Cuando un profesor está frente a un grupo de alumnos, se manifiestan las siguientes dimensiones: conocimientos, habilidades y actitudes. Ya sea de manera consciente o inconsciente. De acuerdo a Sánchez y Santos (1994), la enseñanza tradicional, se considera, en línea de descendencia de una concepción objetal de la matemática, como si estuviese conformada por objetos que pre-existen a la actividad del sujeto cognoscente. Y como resultado de esta concepción, la enseñanza se ha confundido con una presentación de objetos. Y por otro lado se menciona que en el constructivismo, el conocimiento producido es siempre contextual, el sujeto le otorga una serie de significaciones que van 14 determinando conceptualmente al objeto, es decir no hay una recepción pasiva del conocimiento, sino una participación activa del alumno ya que esto constituye parte integral de su proceso educativo. Y para tratar de comprender el mundo de sus experiencias, se dice que las personas hacen uso de representaciones. Las representaciones, se basan en una función muy importante del sistema cognitivo que es la función simbólica. Por ejemplo, dado un problema se puede representar de diferentes maneras. Generalmente los profesores buscan de alguna manera que sus alumnos entiendan, sin embargo esto no es un trabajo fácil. Ya que la mayoría de los alumnos consideran que las matemáticas son difíciles de entender. ”Para entender las matemáticas los alumnos necesitan formar representaciones internas, mentales, de los conceptos matemáticos y formar conexiones entre ellas. Los alumnos también necesitan formar conexiones entre estas representaciones internas y las representaciones externas, tales como materiales concretos que incorporen los conceptos matemáticos abstractos. Así mismo, necesitan formar conexiones entre las representaciones y los símbolos usados para denotar conceptos” (Hiebert y Carpenter, 1992, en Flores Peñafiel, 1994. p.79) De acuerdo con Flores Peñafiel (1994), la manera para poder lograr que los alumnos entiendan matemáticas, no basta solo con una actitud pasiva del alumno sino que debe tener una actitud activa. También hace mención que la comunicación es muy importante para saber si el alumno ha logrado la comprensión de los conceptos y principios matemáticos. Es decir, la comprensión de un alumno se desarrolla al comunicar ideas en formación, así como tratar de entender las explicaciones de sus compañeros. Otro aspecto importante que señala para aprender matemáticas, es la reflexión sobre lo que hacen, es decir, el profesor no debe quedarse con la simple satisfacción si sus alumnos muestran entusiasmo al momento de realizar las actividades asignadas, sino que debe propiciar y lograr la reflexión por parte de los alumnos. Así los tres elementos acción, comunicación y reflexión son esenciales para entender las matemáticas y al mismo tiempo los tres contribuyen en la formación de un sistema de creencias y actitudes positivas con respecto a las matemáticas y lo que significa aprender matemáticas. Se pueden utilizar materiales concretos para desarrollar conceptos geométricos que puedan rotarse y moverse, esto permite a los alumnos evitar la formación de conceptos erróneos. También las representaciones concretas pueden ayudar a los alumnos de nivel medio a tener una mejor comprensión, por ejemplo, la representación de una expresión algebraica por medio de cuadrados y rectángulos. Así los objetos concretos ayudan al maestro a crear un ambiente propicio de aprendizaje, mientras que la manipulación de objetos para establecer relaciones entre conceptos matemáticos es más fácil y menos amenazador para la mayoría de los alumnos que el uso exclusivo de símbolos. Estas actividades permiten al alumno 15 ver que las matemáticas no son sólo una serie de conocimientos generados por expertos y transmitidos por el profesor para ser recibidos por los alumnos. Al contrario, los alumnos pueden formarse la idea de que la matemática es un campo dinámico en constante expresión. Además “La participación de los niños en situaciones conflictivas tales como las discusiones, propicia el desarrollo de habilidades de toma de perspectiva, generando el crecimiento cognitivo” (Piaget 1932, en Flores Peñafiel, 1994, p.84). Materiales Didácticos El profesor desempeña un papel muy importante en el proceso de enseñanza- aprendizaje, los Principios y Estandares de Educación Matemática, NCTM, 2000 señala que, para que la enseñanza sea eficaz se requiere que los profesores favorezcan y fomenten un ambiente propicio para aprender a través de las decisiones que toman, las conversaciones que fomentan y el marco físico que crean. Las acciones del profesor animan al alumno a pensar, preguntar, resolver problemas y discutir sus ideas, estrategias y soluciones. Se considera que una de las medidas para el mejoramiento del aprendizaje consiste en los materiales didácticos, al respecto Ausubel, 1976 afirma que “Los factores más importantes que influyen en el valor de aprendizaje de los materiales didácticos radican en el grado en que estos materiales facilitan el aprendizaje significativo”. Además las estrategias de aprendizaje que se llevan a cabo en el salón de clases junto con el uso de materiales didácticos, apoyan la promoción de cambios conceptuales para que el aprendizaje sea significativo. Por lo tanto “Los objetivos de aprendizaje deben especificarse de tal manera que para el estudiante resulten evidentes los conceptos o principios que deben aprenderse, formulados en un lenguaje que facilite, por medio de ellos, el reconocimiento de los vínculos que existen entre lo que los alumnos ya saben y los conceptos o principios nuevos que deben aprender” (Ausubel, 1976, p.308). Con base a la información antes mencionada, los materiales didácticos deben ser elaborados de tal manera que los conceptos sean claros, las actividades sean interesantes y de una manera flexible, esto con la intención de que el aprendizaje sea agradable y significativo, ya que el uso de estos materiales ayuda a los alumnos a construir y reafirmar los conceptos que se desea que aprendan. 16 CAPITULO III. METODOLOGÍA DEL TRABAJO El presente trabajo muestra un análisis realizado a un grupo de 25 alumnos de primer semestre, en donde se recolectaron datos. Este trabajo se basa en una prueba sobre los contenidos del tema de ecuaciones de segundo grado correspondiente a matemáticas I, y se aplicó en la modalidad de pre test post test. El estudio se llevo a cabo en el Colegio de Ciencias y Humanidades plantel Azcapotzalco. Este trabajo fue realizado en dos fases: La primera fase consistió en la aplicación del instrumentodiagnóstico (un examen que considerara los contenidos de la unidad) al inicio de la unidad, es decir, antes de aplicar el material didáctico. La segunda fase consistió en la aplicación del instrumento diagnóstico una vez que los alumnos ya habían trabajado con el material didáctico, es decir, al final de la unidad. El instrumento diagnóstico tuvo como finalidad evaluar el desempeño de los alumnos a lo largo de la unidad, así como conocer cuales son los conceptos que han sido significativos en el aprendizaje de los alumnos. 3.1 Instrumentos desarrollados para realizar el trabajo • Se elaboró un examen diagnóstico con un total de 15 reactivos (Anexo 1), con el cual se pretende identificar las deficiencias en los aprendizajes, así como conocer los antecedentes de los alumnos en cuanto al tema de ecuaciones de segundo grado. • Se elaboró un cuestionario para los profesores, en el cual se informa la manera en como trabajan con los alumnos, el tema de ecuaciones de segundo grado (Anexo 4). • Se elaboró un material didáctico sobre el tema de productos notables, factorización y ecuaciones de segundo grado, con actividades de enseñanza aprendizaje, con la finalidad de mejorar el proceso de enseñanza – aprendizaje. • Se elaboró una descripción sobre el desarrollo de la enseñanza de los productos notables, factorización y ecuaciones de segundo grado (material didáctico). 3.2 Descripción del instrumento diagnóstico El instrumento diagnóstico (examen) (Anexo1), se elaboró a partir de revisar el programa de estudios actualizado (PER) de la asignatura de Matemáticas I. De acuerdo a los temas de la unidad 5 se desarrollaron las preguntas, así mismo se tomaron algunos temas de la unidades anteriores, como ecuaciones lineales, funciones lineales, algunas operaciones con polinomios. También se desarrollaron preguntas sobre el cálculo de áreas de cuadrados y rectángulos (conocimientos previos), ya que se considera que son elementos básicos para poder conducirlos a la obtención de las reglas de los productos notables. También se elaboró una tabla de especificaciones (ver Tabla 1) donde se mencionan los contenidos de aprendizajes, así como el nivel taxonómico de la pregunta, esto nos ayuda a balancear los contenidos del examen. Tomado de la Taxonomía LMNSA (Matemáticas). 17 Tabla 1. Tabla de Especificaciones Contenidos de Aprendizajes Nivel Taxonómico Pregunta Inciso de la Pregunta Cálculo de áreas Representación algebraica de áreas conocidas Nivel de conocimiento 1 1 a) 1 b) 1 c) 1 d) Desarrollo de Productos Notables: Factorización Binomio al cuadrado Binomios conjugados Nivel algorítmico 2 2 a) 2 b) 2 c) Número de soluciones de una ecuación de segundo grado Nivel de conocimiento 3 3 Resolución de ecuaciones lineales y cuadráticas con una incógnita, por métodos algebraicos Nivel algorítmico 4 4 a) 4 b) 4 c) 4 d) 4 e) Operaciones con polinomios Nivel algorítmico 5 6 5 6 Concepto de factorización Nivel de comprensión 7 7 Métodos de solución de ecuaciones cuadráticas: Factorización de una ecuación cuadrática de la forma: 0 2 =++ cbxx Nivel algorítmico 8 8 Resolución de una ecuación cuadrática de la forma: 0 2 =++ cbxax Nivel algorítmico 9 10 9 10 Representación gráfica de una función lineal. Expresión de la forma: bmxy += Nivel de comprensión 11 11 Representación de una función cuadrática. Expresión de la forma: cbxaxy ++= 2 Nivel de comprensión 12 12 18 Resolución de problemas que dan lugar a ecuaciones cuadráticas Nivel de aplicación 13 14 15 13 14 15 Como se menciona anteriormente este instrumento diagnóstico se aplicó bajo la modalidad pre test post test, es decir, el mismo instrumento diagnóstico fue aplicado a los alumnos al inicio de la unidad, esto nos da una información muy valiosa ya que se puede explorar los conocimientos que traen los alumnos, una vez sabiendo esto, el profesor puede organizarse de una mejor manera para diseñar el ambiente de aprendizaje sobre todo en los temas que se tienen deficiencia. Al terminar el uso del material didáctico (Anexo 2), se les aplicó el mismo instrumento diagnóstico, esto con la finalidad de saber cuales son los conceptos que han sido significativos en el aprendizaje de los alumnos, y cuales tienen mayor dificultad. Se podrá hacer una comparación con el antes y después de haber aplicado el instrumento diagnóstico. Los resultados del instrumento diagnóstico se analizarán como respuestas correctas y respuestas incorrectas de manera individual. Así mismo se hará una comparación con el antes y despues de haber aplicado los examenes, y por último un análisis estadístico (prueba de hipótesis sobre diferencias de medias). 3.3 Propuesta didáctica para la enseñanza de los productos notables, factorización y ecuaciones de segundo grado. De acuerdo al programa de Matemáticas I, del Colegio de Ciencias y Humanidades referente a la unidad 5, se presenta de la siguiente manera: Matemáticas I. Unidad 5 Ecuaciones Cuadráticas. Propósitos: Profundizar, a través del planteamiento y resolución de ecuaciones cuadráticas, en: el concepto mismo de ecuación, lo que significa que un número sea su solución, en la relación que existe entre grado de la ecuación y el número de soluciones. Mostrar el poder del Álgebra para encontrar tanto métodos alternos como generales de resolución. Temática Aprendizajes Estrategias - Problemas introductorios que dan lugar a ecuaciones cuadráticas con una incógnita. En relación con la actividad de resolución de problemas, el alumno: - Analizará las condiciones y relaciones que se establecen en el enunciado verbal de un problema y expresará las relaciones entre lo conocido y desconocido a través de Con el propósito de que el alumno parta de lo que conoce, analice limitaciones de ello y explore nuevos caminos que lo lleven a que al final obtenga la formula general y aprecie sus ventajas, se recomienda la siguiente secuencia: 19 - Resolución de ecuaciones cuadráticas de las formas: 02 =+ cax dcax =+2 02 =+ bxax ( ) nmxa =+ 2 ( )( ) 0=++ dcxbax - Resolución de la ecuación cuadrática completa 0 2 =++ cbxax a) Factorización b) Método de Completar Cuadrados c) Fórmula General - Análisis del discriminante acb 42 − a) El número i b) Raíces dobles c) Número y naturaleza de las ecuaciones de la ecuación 02 =++ cbxax una ecuación algebraica de segundo grado - Reafirmara la estrategia general en la resolución de problemas de reducir un problema nuevo a otro que ya se sabe como resolver. - A partir del análisis del modelo algebraico de un problema, valorará el método algebraico de resolución que resulta más conveniente. Con relación a los conocimientos y destrezas propios del Tema, el alumno: - Utilizará los métodos siguientes para resolver una ecuación cuadrática: factorización, completar un trinomio cuadrado perfecto y uso de la fórmula general. - Transformará una ecuación cuadrática a la forma adecuada para su resolución por un método específico. - Identificará cuáles son los parámetros a , b y c , aún en ecuaciones “desordenadas” o incompletas y los sustituirá correctamente en la fórmula general. - Efectuará las operaciones indicadas al aplicar la fórmula general, de modo que llegue a obtener las dos soluciones correctas. - Sabrá que cuando en el radical se obtiene un número negativo, no existe ningún número real que satisfaga esta condición, por lo que se requiere entrar al terreno de otro tipo de números llamados complejos. - Calculará en valor del discriminante acb 42 − para conocer la naturaleza y el número de soluciones distintas.- Dadas las dos raíces de una ecuación, construirá la ecuación de la que provienen. - Enfrentar al estudiante a la solución de problemas que por su contexto o redacción lo lleven, con una alta probabilidad, a plantear ecuaciones de las siguientes formas: dcax =+2 , ( ) nmx =± 2 y ( ) nmxa =± 2 de modo que con la orientación del profesor puedan resolverlas por inversión de operaciones. - En alguno de los ejercicios con ecuaciones de la forma ( ) nmxa =± 2 efectuar el binomio al cuadrado y solicitar al estudiante que resuelva ahora la ecuación así escrita. - Plantear la revisión del método corto para elevar un binomio al cuadrado, así como la factorización del factor común y de un trinomio cuadrado perfecto. - Una vez trabajado con este método, apoyar al estudiante para que con actividades de generalización, llegue a la fórmula general de solución de una ecuación cuadrática. - En cuanto a la solución de ecuaciones cuadráticas por el método de factorización, pueden ponerse los ejercicios en los que se tenga un producto de dos binomios igualado a cero y analizar cuándo esto es posible, haciendo notar que en cada caso la dificultad se reduce a resolver una ecuación lineal sencilla. 20 En relación con actividades de generalización, el alumno: - Comprenderá cómo se obtiene la fórmula general para resolver ecuaciones cuadráticas. Con base a la información antes mencionada, de acuerdo a mi criterio, considero agregar los temas de productos notables así como la factorización, esto con la finalidad de tener una mejor comprensión en la resolución de ecuaciones de segundo grado. Por lo que la propuesta didáctica consiste en una forma diferente de enseñar los productos notables bajo un enfoque geométrico, así como la factorización y la resolución de ecuaciones de segundo grado. Además se pretende que el alumno logre desarrollar habilidad en las estrategias que debe seguir para resolver problemas específicos. Temática Aprendizajes Estrategias - Productos notables Caso I. ( )2ba + Caso II. ( )2ba − Caso III. ( )( )baba +− - Factorización Factorización de factores comunes. Factorización de trinomios: Trinomios de la forma cbxx ++2 donde 0≠b , 0≠c Trinomios de la forma cbxax ++2 donde 1≠a , 0≠b y 0≠c - Se pretende que el alumno tenga una mejor comprensión de los productos notables. - Repasar algunas técnicas de factorización, las cuales serán empleadas en la resolución de ecuaciones de segundo grado. Estas expresiones facilitan la resolución de diversos problemas: - Por medio de un enfoque geométrico ya que desempeñan un papel muy importante en los cálculos algebraicos. - Cálculo de áreas de cuadrados y rectángulos. Estas actividades conducirán a los alumnos, a la obtención de las reglas de los productos notables. - En cuanto al tema de factorización, darles significado a los algoritmos de las operaciones, reforzando los métodos de factorización, - Se requiere suficientes actividades, para que el alumno ya no presente dificultades en el proceso de resolución de ecuaciones cuadráticas. Por lo tanto de acuerdo a lo señalado arriba y tomando en cuenta las sugerencias del programa de Matemáticas I, se elaboró el material didáctico (ver anexo 2). Más adelante se describe el desarrollo de las actividades de enseñanza-aprendizaje. 21 Evaluación La evaluación es una parte fundamental del proceso enseñanza-aprendizaje. Se considera como un proceso muy complejo, que abarca todo el acontecer del trabajo de un grupo escolar. La evaluación educativa “es una reflexión crítica sobre todo los factores que intervienen en el proceso didáctico, a fin de determinar cuáles pueden ser, están siendo o han sido los resultados del aprendizaje” (Carlos Rosales en Amengual, 1984, p.150). La evaluación se debe hacer con base a los objetivos que se han establecido, es decir, qué es lo que esperamos que los alumnos hayan aprendido y si alcanzaron estos objetivos, para esto desde el inicio del curso se observa a los alumnos como trabajan durante la clase, formular preguntas de los temas que se han visto, que los alumnos planteen sus dudas, hacer ejercicios en clase, tareas, exámenes orales, exámenes escritos, realicen mapas conceptuales, exposiciones, etc. Por lo que la evaluación se hace durante todo el curso, es decir es un proceso continuo y además reflexiva. De acuerdo a Lafourcade, la evaluación constituye una actividad que permitirá al docente: a) Saber cuáles objetivos fueron cumplidos a través del ciclo didáctico proyectado. b) Intentar un análisis de las causas que pudieron haber motivado deficiencias en el logro de las metas propuestas. c) Adoptar una decisión en relación a la causal que concurrió al logro parcial de los objetivos previstos. d) Aprender de la experiencia y no incurrir, en el futuro, en los mismos errores. Con base a la información antes mencionada se considera que la comprobación de los resultados de los aprendizajes lleva implícita una evaluación de todos los factores que contribuyeron a su realización. Para la propuesta didáctica se sugieren tres tipos de evaluación, las cuales se mencionan a continuación: Evaluación Diagnóstica Este tipo de evaluación se realiza previamente al desarrollo del proceso educativo, cualquiera que éste sea. Como resultado de la aplicación de instrumentos para la realización de esta interpretación de la evaluación diagnóstica, pueden obtenerse dos tipos de resultados: 1. Los que manifiestan que los alumnos son cognitivamente competentes y pueden, en consecuencia, ingresar sin ningún problema al curso correspondiente. 2. Aquellos otros en donde los alumnos demuestren no poseer las aptitudes cognitivas mínimas necesarias para abordar con éxito el curso, para lo cual se suelen a su vez tomar dos tipos de medidas: 22 a) Modificar la programación impuesta en la medida que sea posible para que haya una mejor adecuación entre capacidad cognitiva y el programa escolar. b) Que los alumnos participen en algún curso preliminar de carácter propedéutico o remedial, o que se les excluya del ingreso al ciclo educativo. La segunda interpretación de la evaluación diagnóstica inicial, tiene importantes implicaciones pedagógicas. Dicha interpretación parte de la idea clásica de Ausubel (Ausubel, Novak y Hanesian, 1983) referida a la importancia de valorar los esquemas cognitivos de los alumnos a favor del logro de aprendizajes significativos. Hay que tomar en cuenta que los conocimientos previos que registren los alumnos al inicio de un ciclo, pueden asumir las siguientes tres formas distintas: 1. Conocimientos previos alternativos (“mi-concepción”, Carretero, 1993). 2. Conocimientos previos desorganizados y/o parcialmente relacionados con los nuevos que habrá de aprenderse. 3. Conocimientos previos pertinentes. Los tres tipos de conocimiento previo exigen estrategias didácticas distintas, y de cualquier manera es necesario que el profesor los identifique de alguna manera, para ayudarle al alumno a construir sobre ellos o con ellos los contenidos escolares. Por lo tanto diversas técnicas o procedimientos simples y complejos pueden utilizarse para efectuar la evaluación diagnóstica. Evaluación Formativa Esta forma de evaluación se realiza conjuntamente con el proceso de enseñanza- aprendizaje, por lo que debe considerarse, más que las otras, como un proceso regulador, del proceso educativo. De acuerdo a Morán Oviedo, 2008, la evaluación del aprendizaje se conceptualiza como un proceso sistemático de valoración e interpretación de avances, logros y dificultades que se producen en el aprendizaje de los alumnos. Teniendo como finalidad orientar y mejorar su rendimiento, la labor del profesor en el proceso de enseñanza-aprendizaje,el currículum y el contexto, para brindar ayuda y asegurar la formación integral de los alumnos. Características de la evaluación formativa: • Aplicarse a través de la realización del propio proceso didáctico, a lo largo del mismo. • Su finalidad principal estriba en el perfeccionamiento del proceso didáctico en un momento en que todavía puede producirse. • Trata de detectar el nivel de aprovechamiento del alumno en cada habilidad del aprendizaje y los tipos de errores que se dan en el mismo. • Constituye una constatación permanente del nivel de aprendizaje de cada alumno en cada bloque temático o tema de trabajo, y que se puede realizar mediante distintos instrumentos o técnicas de evaluación. 23 Además debe verse continuada mediante un adecuado tratamiento metodológico, que consistirá fundamentalmente en la presentación al alumno de la oportunidad de elección de vías alternativas de aprendizaje. Por lo tanto se considera que la evaluación de los aprendizajes es un proceso de análisis y reflexión de la práctica pedagógica, ya que permite al docente construir estrategias adecuadas y a los alumnos reflexionar sobre sus aprendizajes, sus obstáculos, sus errores, sus estrategias para aprender, así como autoevaluarse. Evaluación Sumativa La evaluación sumativa es la que se realiza al término de un proceso o ciclo educativo, por lo que está centrada en el producto final. Su finalidad consiste en certificar el grado en que las intenciones educativas han sido alcanzadas. A través de la evaluación sumativa el docente puede tener la certeza si los aprendizajes estipulados en las intenciones educativas fueron cumplidos según los criterios y las condiciones expresadas en ellas. Pero especialmente este tipo de evaluación, proporciona información que alcanzará conclusiones importantes sobre el grado de éxito y eficacia de la experiencia educativa global. Por su propia naturaleza, la evaluación sumativa atiende principalmente a los productos del aprendizaje como consecuencia del proceso de enseñanza global. 3.4 Características de la población Las edades de los alumnos de estas cuatro generaciones según datos estadísticos (Ingreso Estudiantil al CCH, 2002-2005) se ubican mayoritariamente en el rango de 15 años, es decir, resalta un porcentaje importante de alumnos menores de 15 años, que se ha ido incrementando en los últimos cuatro años. Una tercera parte de los estudiantes entra al CCH con 14 años o menos, sumados a quienes han completado los 15 años, es decir, los alumnos que ingresan al ciclo de bachillerato son muy jóvenes, lo cual requiere de atención, de supervisión permanente por parte de los padres en sus actividades escolares. Ya que estos se encuentran en una etapa formativa tanto en lo referente a su desarrollo físico como emocional. Así “La orientación hacia una educación interaccional, exige colaboración entre la escuela y la familia, a fin de evitar consecuencias desequilibradoras para los educandos y problemas de deficiencia y retrasos en el aprendizaje”, “El educador, por lo mismo deberá estar atento al ritmo de aprendizaje de cada alumno y, en especial, a su edad psicológica y afectiva”. (Fernandes, 1991, p.84). Es necesario que se establezca una buena interacción alumno-profesor, libertad interior, armonía afectiva, esto llevará a que los alumnos tengan un mejor aprovechamiento en su aprendizaje. 24 3.5 Desarrollo de la enseñanza A continuación se describe el desarrollo de la enseñanza, la aplicación del material didáctico (Anexo 2). Cabe aclarar que la práctica docente esta influida por varios factores como menciona Díaz Barriga Frida, entre los que destacan: • La trayectoria de vida del profesor. • El contexto socioeducativo en el que se desenvuelva. • El proyecto currícular en el que se ubique. • Las opciones pedagógicas que conozca o le exijan. • Las condiciones de la Institución. Se puede hacer mención que la variable principal es el profesor, así se deberá conocer cuales son los conocimientos previos de los alumnos, que son capaces de aprender en un momento dado, observar su estilo de aprendizaje, sus hábitos de trabajo, sus actitudes. “Enseñar no es sólo proporcionar información, sino ayudar a aprender” (Maruny, 1989, en Díaz Barriga, 2002, p.2). A continuación, se muestra en la tabla 2, el desarrollo de las sesiones que se llevaron a cabo. Tabla 2. Desarrollo de las sesiones No. de clase No. de Sesión Tema Tiempo (Horas) Clase 1 Aplicación del examen diagnóstico 2 horas Clase 2 Sesión 1 Productos notables 2 horas Clase 3 Sesión 1 Productos notables 1 hora Clase 4 Sesión 1 y Sesión 2 Productos notables y factorización 2 horas Clase 5 Sesión 2 factorización 2 horas Clase 6 Sesión 3 y Sesión 4 Problemas introductorios que dan lugar a ecuaciones cuadráticas Resolución de ecuaciones cuadráticas incompletas 2 horas Clase 7 Sesión 5 Resolución de ecuaciones cuadráticas completas 2 horas Clase 8 Sesión 5 y Sesión 6 Resolución de ecuaciones cuadráticas completas Análisis del discriminante 2 horas Clase 9 Sesión 7 Proceso inverso 1 hora Clase 10 Resolución de problemas 2 horas Clase 11 Aplicación del examen diagnóstico 2 horas 25 Clase1. (2 Horas) En esta sesión se inicia la aplicación de material didáctico (Anexo 2) que elaboré, a un grupo formado por 25 alumnos, correspondiente a Matemáticas I del primer semestre del Colegio de Ciencias y Humanidades. Considero importante iniciar el tema, aplicando a los alumnos un examen diagnóstico (instrumento diagnóstico) con lo cual se pretende saber con que conocimientos cuentan los alumnos al momento de iniciar el tema, de tal forma que se conozcan los antecedentes necesarios de los alumnos, así como poder identificar las deficiencias en los aprendizajes. Cabe aclarar que estas deficiencias en los aprendizajes se irán retomando y manejando en diferentes niveles a lo largo del desarrollo del tema. También se hizo mención en como se va a llevar a cabo la evaluación sobre este nuevo tema ya que se le harían algunas modificaciones, por una parte el trabajo en equipo sería más fuerte, por otra parte el trabajo individual disminuirá, habrá trabajo grupal. Por lo tanto, para la evaluación final se tomará en cuenta: trabajo en equipo, tareas individuales, trabajo extra-clase y un examen. Clase 2. (2 Horas) Sesión 1 Productos notables (ver Anexo 2) Objetivo: En esta sección 1 se pretende que los alumnos tengan una mejor comprensión de los productos notables por medio de un enfoque geométrico ya que desempeñan un papel muy importante en los cálculos algebraicos, además el manejo de estas expresiones facilita la resolución de diversos problemas. Desarrollo: Inicié el tema con el cálculo de áreas de cuadrados y rectángulos, el cual de alguna manera los alumnos están familiarizados con el tema, así que se hizo una revisión acerca del área de un cuadrado y de un rectángulo (Actividad 1). Se mostraron varias figuras (Actividad 2) (cuadrados y rectángulos) con esta actividad los alumnos encontraron el área de cada figura y posteriormente encontraron el área total de todas las figuras. Cabe aclarar que las dimensiones de las figuras están indicadas con números. Luego se mostraron figuras (Actividad 3) (cuadrados y rectángulos) donde sus dimensiones estaban combinadas, es decir se indican con números y letras, de igual manera habría que encontrar las áreas por separado y luego el área total de las figuras. Posteriormente se realizaron las actividades 4 y 5 modificando el ejercicio anterior, es decir, ahora dado un cuadrado al cual se le incrementa la longitud del lado, los alumnos calcularon el área del nuevo cuadrado. Cabe aclarar que estas actividades me conducirán a la obtención de las reglas de los productos notables. Por último se trabajaron las actividades 6 y 7 (versección 1) 26 Las actividades mencionadas anteriormente se trabajaron primero de manera individual, luego de manera grupal y posteriormente algunos alumnos pasaron al pizarrón a resolverlo y entre todos se verificaron las respuestas. Algunos alumnos no tuvieron claro cómo calcular el área puesto que se confundieron con el perímetro. Así durante el transcurso de las actividades se fueron aclarando y resolviendo dudas expuestas por los alumnos. Se les dejó la siguiente tarea: De la actividad 3, hacer los ejercicios b) y c), y los ejercicios en los cuales primero tienen que desarrollar los cuadrados al binomio y luego completar el desarrollo de los cuadrados al binomio. Clase 3. (1 Hora) Comencé la clase revisando y recogiendo las tareas y pregunte a los alumnos si había dudas de los temas que se trabajaron la clase anterior. Mientras revisaba la tarea, los alumnos realizaron las actividades 8 y 9. Aclare algunas dudas y quienes estaban mal en su tarea les dije que la volvieran a hacer y la entregaran para la siguiente clase. Las actividades se hicieron por parejas, una vez terminadas las actividades se intercambiaron el material para revisarlas y a un lado tenían que poner la respuesta correcta en caso de que no la tuvieran, al final contaban el número de aciertos y sobre eso se les ponía una calificación, para esto los alumnos pasaron al pizarrón. Esta estrategia me pareció muy interesante porque los mismos alumnos se corregían entre si y además pudieron observar sus propios errores. El profesor simplemente los orientaba. Por último se les dejó la tarea, la actividad 10, y algunos ejercicios donde tenían que elaborar el producto de binomios conjugados y otros ejercicios sobre el proceso inverso. Y como tarea extraclase se les dejo que elaboraran un resumen de la sección 1. Clase 4. (2 Horas) En la primera hora de clase comencé revisando la tarea, igualmente se intercambiaron el material para que ellos mismos se calificaran, los alumnos pasaron al pizarrón a resolver los ejercicios, tuvieron algunas dudas en el desarrollo de la expresión ( )( )baba +− (Actividad 10) al momento de calcular el área. En los ejercicios sobre el producto de binomios conjugados los alumnos tuvieron algunas fallas, éstas fueron al momento de aplicar las leyes de los exponentes en la multiplicación, por lo que les hice énfasis sobre esto. Pero en general los alumnos resolvieron bien la tarea. En la otra hora de clase, se comenzó con el tema factorización (1 hora) Sesión 2. Factorización (ver Anexo 2) Objetivo: Repasar algunas técnicas de factorización, así como darle significado a los algoritmos de las operaciones y reforzar los métodos de factorización, los cuales serán empleados más adelante en la resolución de ecuaciones de segundo grado. 27 Desarrollo: Con la actividad 1 se pretende inducir a los alumnos al teorema fundamental de la aritmética. Para esto se formaron 5 equipos en el grupo y los alumnos realizaron las actividades 1 y 2 después de cierto tiempo cada equipo entregó su trabajo en hojas. Al revisarlas sucedió que tuvieron mal el desarrollo de la factorización completa, traté de que ellos mismos vieran sus errores. Se hizo lo siguiente: ¿Cómo podemos descomponer el 36? Sus respuestas fueron variadas algunos dijeron que 4x9, 18x2, 6x6, 3x12, 1x36, luego tome cada combinación que me dijeron por ejemplo: les pregunte ¿el 4 como lo podemos descomponer? A lo que contestaron 2x2, ¿el 9 como lo podemos descomponer? Y así sucesivamente se hizo con las diferentes representaciones del número 36, hasta que se llego a la factorización completa. Y así, después de estarlos indagando, llegaron a la conclusión de que la factorización completa se representa como un producto de factores primos. Con la actividad 2 no hubo problema. Posteriormente realizaron la actividad 3, esta actividad se trabajó por parejas y de igual manera se intercambiaron el material para revisarlo y calificarlo según las respuestas correctas e incorrectas, para esto los alumnos pasaron al pizarrón. Todo el tiempo les aclare sus dudas. Por último se les dejó la tarea que realizaran las actividades 4, 5 y 6. La actividad 6 se les pidió para entregar. Clase 5. (2 horas) De igual manera comencé la clase preguntando si había dudas del tema anterior, luego pase a revisar la tarea, mientras los alumnos por parejas trabajaron las actividades 7 y 8. Después de cierto tiempo otra vez intercambiaron su material tratando de que no fueran los mismos compañeros que habían calificado la vez anterior. Y así se revisaron las actividades tanto de la tarea como las que se trabajaron en clase. Aclarando que de un lado se pondría la respuesta correcta en caso de que la hubieran contestado mal. Los alumnos daban sus respuestas y entre todos se verificaba si estaba bien o mal y por qué. Algunos alumnos tuvieron dudas, cuando se les preguntaba en la actividad 4 sobre qué podían concluir con los signos. Con la actividad 8 los alumnos se dieron cuenta que no todo trinomio es factorizable en el conjunto de los enteros, y así con la participación de ellos y la orientación del profesor se llego a la conclusión de que para estar seguro de lo anterior utilizamos la expresión acb 42 − para determinar si es cuadrado perfecto, siendo esto último es posible aplicar esta regla. De manera general puedo decir que los alumnos tuvieron una actitud positiva al realizar las actividades. Por último se les dejó la tarea, que desarrollaran la actividad 9 y también se les dejó tarea extraclase que hicieran un resumen de la sección 2 del tema de factorización. Se les pidió entregar estas tareas. 28 Clase 6. (2 Horas) Sesión 3 Problemas introductorios que dan lugar a ecuaciones cuadráticas con una incógnita (ver Anexo 2) La primera hora de la clase, la comencé al igual que las anteriores preguntando si había dudas del tema anterior y luego recogí las tareas. Hubieron algunas dudas sobre cómo factorizar algunas expresiones de la actividad 9, las cuales fueron aclaradas. Luego se les pidió a unos alumnos que leyeran en voz alta unos problemas, los cuales dieron lugar a ecuaciones cuadráticas con una incógnita, en estos problemas sólo se plantearon las ecuaciones sin resolverlas. El problema 1 dio como resultado una ecuación cuadrática incompleta de la forma 02 =+ cax , el problema 2 y 3 dieron como resultado ecuaciones cuadráticas completas. Les comenté a los alumnos que existen métodos para solucionar o resolver estas ecuaciones las cuales abordaríamos más adelante. Así que la siguiente hora de clase comenzamos a estudiar las ecuaciones cuadráticas incompletas. Sesión 4. Resolución de ecuaciones cuadráticas (ver Anexo2) Objetivo: Reconocer las ecuaciones cuadráticas incompletas, transformar una ecuación cuadrática de forma particular a la forma adecuada para su resolución por un método específico. Desarrollo: Se trabajó por parejas las actividades 1, 2 y 3, mientras pasaba por las filas para observar como trabajaban y también para resolver las dudas que se les presentaban, aunque hice énfasis en que en el material se les plantearon algunos ejemplos para resolver ecuaciones cuadráticas incompletas. Luego los alumnos empezaron a pasar al pizarrón para resolver las actividades, esto con la finalidad de que ellos mismos pudieran ver sus resultados. Se hicieron comentarios sobre este tipo de ecuaciones cuadráticas. Con la actividad 3 hubo algo de confusión sobre todo en la manera en cómo se resuelve este tipo de ecuación, aunque solo se trabajaron 2 ejercicios. Puedo mencionar de manera general que todavía presentaron dificultades para hacer los despejes. Por último se les dejó la tarea, la actividad 4. Clase 7 (2 horas) Sesión 5. Resolución de la ecuación cuadrática completa 02 =++ cbxax (ver Anexo2) Objetivo: Utilizar diferentes métodos como son la factorización, completando cuadrados y la
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