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. ':-,. 2"1- ±2. TECNOLÓGICO DE MONTERREY EGE. Escuela de Graduados en Educación Universidad Virtual "Uso y aplicación de Cabri II plus para mejorar el aprendizaje de la Trigonometría" Tesis para obtener el grado de: Maestro en Tecnología Educativa con Acentuación en Medios innovadores Presenta: César Adrián Águila Mora Asesor Titular: Dra. Yolanda Heredia Escorza Asesor Tutor: Mtro. Juan Manuel Méndez Batres 1 í '<."""S\) ~A ro . e~ A3 ~ti Resumen Uno de los mayores retos a los que se enfrentan los involucrados en el proceso de aprendizaje, es sin duda la búsqueda constante de nuevas estrategias que mejoren los resultados en el aprendizaje. Para poder identificar estas alternativas es necesario realizar acciones que den fiabilidad y permitan innovar implementando las tecnologías actuales. El campo de las matemáticas ha sido identificado como dificil y con mayor índice de reprobación, por lo que es importante reforzarlo con herramientas que faciliten el proceso de aprendizaje. Atendiendo a esta necesidad surge la presente investigación con el propósito de implementar recursos tecnológicos en el aula, específicamente en la materia de Trigonometría en el nivel medio superior. El recurso específico que se utiliza es el software Cabri JI Plus, el cual es una herramienta que facilita la visualización, estableciendo un significado concreto a lo que se está estudiando. La metodología empleada es bajo el esquema mixto, cualitativo y cuantitativo, ya que se analiza una población determinada integrándose a ella, pero se cuantifican y comparan resultados para poder establecer una conclusión objetiva. Se inicia con la exploración del manejo general de la computadora en cuatro grupos de 3er semestre de bachillerato, observando que un alto porcentaje se encuentra familiarizado con este recurso. Así mismo se hace una integración del investigador al contexto escolar para conocer a la población objeto de estudio. Se realizan actividades dentro del aula utilizando el programa mencionado en dos grupos experimentales, incluyendo la resolución de problemas de triángulo 2 rectángulo y Teorema de Pitágoras, resultando muy motivante, y por consiguiente un elemento determinante para mejorar el aprendizaje. Se realiza una prueba para establecer la comparación entre los grupos experimentales y los grupos control, observando una diferencia significativa, por lo que sí se lograron los objetivos planteados en el presente estudio. 3 Contenido 1. Planteamiento a) Marco contextual.. ............................................. 9 b) Definición del problema ...................................... 13 c) Objetivos de la investigación ................................. 17 d) Justificación ..................................................... 18 e) Beneficios esperados ........................................... 20 2. Marco Teórico a) Aprendizaje ...................................................... 22 Motivación ....................................................... 23 Estilos de Aprendizaje ......................................... 25 Inteligencias Múltiples ........................................ 27 b) Marco curricular ................................................ 29 c) Competencias ................................................... 31 -Competencias genéricas ..................................... 33 -Competencias disciplinares .................................. 34 -Competencias profesionales ...................................... 35 d) Matemáticas en el nivel medio superior ..................... 36 e) Tecnologías de la infonnación y la comunicación ........... 41 -Implementación de recursos tecnológicos .............. .43 -Cabri JI Plus ................................................. .. 49 e) Visualización .................................................... 52 3. Metodología a) Enfoque metodológico ........................................ 55 b) Participantes .................................................... 61 c) Instrumentos .................................................... 62 d) Procedimientos ................................................. 65 4. Resultados .......................................................... 68 5. Discusión ............................................................ 92 6. Conclusiones ...................................................... 94 7. Referencias ......................................................... 97 8. Apéndices .......................................................... 101 4 Índice de Tablas Tabla 1. Competencias en el nivel medio superior.................. 33 Tabla 2. Cuestionario de exploración uso de las TI Cs............... 65 Tabla 3. Prueba l......................................................... 70 Tabla 4. Comparación de resultados de prueba l.................... 71 Tabla 5. Categorías códigos para cada ítem y variable.............. 72 Tabla 6. Frecuencias y tendencias del cuestionario................ 73 Tabla 7. Guía de observación implementando Cabri II plus 3º1... 75 Tabla 8. Secuencia y tiempos de la agenda........................... 76 Tabla 9. Guía de observación implementando Cabri II plus. 3°2.. 77 Tabla 10. Prueba 2... ...... ........................ ....................... 80 Tabla 11. Resultados de prueba 2................................... ... 80 Tabla 12. Guía de observación 3°1...... ...... ................. .. . ..... 81 Tabla 13. Guía de observación 3º 2......... ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 82 Tabla 14. Guía de tópicos................................................ 85 Tabla 15. Resultados de la guía de tópicos........................... 86 Tabla 16. Prueba 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .... 88 5 Introducción Partiendo de los preceptos generales que enmarca la reforma integral de la educación media superior, surge la necesidad de integrar herramientas tecnológicas que fortalezcan el aprendizaje y el desarrollo de las competencias en los estudiantes de bachillerato. La presente investigación está enmarcada en el área de las matemáticas abordando el programa vigente para el estudio de la trigonometría. Para dar inicio es importante considerar el marco legal de la reforma y los programas, el contexto en el cual ha de desarrollarse, haciendo una descripción general de la institución, del tipo de alumnos así como de su nivel socioeconómico, y de la familiaridad con que desarrollan actividades que involucran recursos tecnológicos. Se persiguen los objetivos como la implementación de recursos y medios tecnológicos específicamente el software Cabri II plus, en la Educación Media Superior para propiciar y fortalecer los aprendizajes de los alumnos. Alcanzar un mayor logro de propósitos y desarrollo de competencias en la materia de Trigonometría. Observar transformaciones favorables en el proceso educativo, para el desarrollo de las competencias y habilidades relacionadas con el aprendizaje de la Trigonometría. Es importante considerar algunos aspectos teóricos que están muy relacionados con las actividades realizadas, por lo tanto se hace un acercamiento a los contenidos sobre aprendizaje, motivación, estilos de aprendizaje, inteligencias múltiples, competencias y sus distintos niveles. También sobre contenidos generales de matemáticas, trigonometría y tecnologías de la información y comunicación; esto con el propósito de tener un panorama más amplio y un sustento que nos permita comprender mejor los aspectos abordados. 6 Con la implementación de las actividades realizadas en el desarrollo de la investigación se vislumbran algunos beneficios esperados, entre los que destacan el inicio de la transformación de la práctica educativa en beneficio de los estudiantes, ya que al incluir herramientasy recursos tecnológicos, se fortalecen las estrategias dirigidas a la propia construcción del conocimiento. El problema esencial que se aborda es el bajo rendimiento de aprovechamiento y aprendizaje en la materia de trigonometría, para lo cual se realiza un muestreo con grupos control y grupos experimentales, en los cuales se harán inclusiones del programa Cabri II plus, este es una herramienta tecnológica con la que se realizan actividades dentro del aula con apoyo de un equipo de computo y un cañón proyector, que generen la construcción de aprendizajes; los dos grupos control no tendrán intervención tecnológica de lo cual se realizan los registros pertinentes. La recolección de datos pretende reunir la información suficiente para dar respuesta a los objetivos y brindar validez al trabajo de investigación. Las observaciones realizadas fueron desde la modalidad de los métodos mixtos en la investigación, iniciando por la inmersión en el campo de estudio a través de diversas actividades introductorias que facilitaran el desarrollo de la misma, observando también el contexto general de los alumnos de tercer semestre de bachillerato. Se tienen como unidades de análisis, en primer término los grupos escolares, así mismo los equipos y los individuos que participan dentro de ellos, considerando los roles y las prácticas que se llevan a cabo como parte de la dinámica grupal. Para reconocer la importancia de la inclusión de las tecnologías en la materia de trigonometría se tomo en consideración la percepción que los alumnos tienen a este respecto en función de su manejo, grado de motivación, así como una herramienta que 7 facilita el quehacer educativo. Para este propósito se implemento la aplicación de una entrevista.los resultados quedaron expresados en la tabla de códigos tipo likert en el que se incluyen las variables de percepción del trabajo en el aula, implementación de las TICs en el trabajo académico, interés y motivación con las TICs, y percepción sobre el uso y el impacto en su aprendizaje. A partir de este, se integró una tabla donde se concentran las respuestas más frecuentes a fin de considerar la percepción de la mayoría. Para continuar con los objetivos de la Implementación de recursos y medios tecnológicos en la educación media superior para propiciar y fortalecer el aprendizaje, y poder observar transformaciones favorables en el proceso educativo, para el desarrollo de las competencias y habilidades relacionadas con el aprendizaje de la Trigonometría se realizaron intervenciones de trabajo en el aula utilizando el programa cabri II plus con apoyo de un equipo de computo y un cañón proyector. Se plantearon situaciones de problemas y se construyó el modelo a fin de observar de forma concreta; el trabajo se realizó por equipo, quedando la evidencia en las guías de observación respectivas a cada actividad. Se muestran los ejemplos de las construcciones de modelos con imágenes del programa. Posterior a ello se incluye la guía de tópicos y sus resultados a partir del trabajo y la percepción que tuvieron los alumnos referentes a las actividades realizadas. Cabe destacar que se observó una respuesta positiva de colaboración y empeño por parte de los alumnos quienes realizaron las construcciones de las figuras necesarias para la visualización de los modelos. 8 Planteamiento del Problema Marco contextual Las políticas educativas actuales han tratado de mejorar la calidad del sistema educativo, tratando de cumplir los requerimientos internacionales que marcan una sociedad globalizada y las condiciones establecidas por los organismos internacionales, como es el caso de la Organización de Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE), el Banco Mundial, el Fondo Monetario Internacional y la UNESCO (Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura). El reto de la educación como resultado de los compromisos establecidos en el marco internacional, es sostener la cobertura y ampliar la escolaridad obligatoria a una mayor cantidad de años en promedio, hasta llegar a incorporar el nivel medio superior, mejorando la calidad y desarrollando adecuadamente las competencias para generar las condiciones de equidad que compensen los rezagos educativos del país, sobre todo la desigualdad económica. Otro reto es el de actualizar los contenidos y enfoques de la educación para que no sólo la escuela reproduzca el saber social sino que contribuya a su desarrollo constante y ofrezca elementos para comprender y transformar los nuevos procesos sociales (SEP, 2009). Además de los requerimientos de la sociedad actual, en el marco de la sociedad de la información se exige de una educación que impulse al crecimiento, en este sentido la UNESCO, en 1998, declaró que los distintos Sistemas Educativos deben 9 promover un aprendizaje permanente y la construcción de competencias adecuadas para contribuir al desarrollo cultural, social y económico. A partir de la actual Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) se propone una estructura curricular en la que se clasifican y organizan las materias en campos disciplinares. La materia de Trigonometría forma parte del campo de las matemáticas y el razonamiento complejo. Se imparte en el tercer semestre en la modalidad de bachillerato general. Es este nivel educativo el campo de acción de la investigación a realizarse en la Escuela Preparatoria EPOEM 137 ubicada en Av. Zarzaparrillas sin en la localidad de Héroes San Francisco, municipio de Coacalco de Berriozábal, en la zona metropolitana del Valle de México. Esta institución pública perteneciente al Subsistema Educativo del Gobierno del Estado de México, cuenta con una infraestructura adecuada para un buen desempeño académico de los alumnos, ya que tiene espacios como laboratorio, biblioteca, centro de cómputo, laboratorio de idiomas, áreas deportivas y aulas con mobiliario suficiente para satisfacer la demanda de la matrícula inscrita; por lo que se considera que las instalaciones y servicios que ofrece son de buena calidad. La misión institucional es: Ofrecer a los estudiantes, la experiencia académica necesaria para que su formación sea integral y les permita acceder al grado académico inmediato superior, a través del desarrollo de competencias académicas y habilidades cognitivas, que acrecienten sus posibilidades de éxito laboral y personal de forma ética y confiable. 10 Su visión: Ser una institución que proporcione espacios que permitan el desarrollo integral de la comunidad escolar, proyectándose hacia la sociedad a través de actividades colaborativas, promoviendo la práctica de los valores institucionales. Para asegurar un buen funcionamiento de la disciplina de la institución y un desarrollo académico adecuado, se ha implementado un reglamento para los alumnos en el que se especifican las normas a seguir dentro de la institución, las cuales van enfocadas a la práctica de valores, haciendo hincapié en el fortalecimiento de la responsabilidad y la honestidad, así como reglas de convivencia basadas en principios de orden y respeto. La Escuela Preparatoria en la que se llevará a cabo el trabajo de investigación cuenta con cuatro grupos por cada grado académico, el presente estudio se centra en los alumnos de tercer semestre del turno vespertino, con una matrícula de 180 alumnos (45 por grupo) que cursan la materia de Trigonometría. Esta comunidad escolar está constituida por jóvenes de 16 a 18 años, los cuales provienen de comunidades urbanas, en su mayoría de un nivel socioeconómico medio y medio bajo; según la encuesta realizada a esta población un 38% tiene un ingreso familiar mensual de 4 a 6 salarios mínimos; un 34%, ingresos de 1 a 3 salarios mínimos, y únicamente un 4% ingresos de 1 O o más salarios mínimos. Generalmente se establecen relaciones de apoyo por partedel Departamento de Orientación conformado por psicólogos y pedagogos especializados en el contexto educativo, que tiene como función brindar una guía a la comunidad estudiantil y en especial a aquellos alumnos que presentan situaciones de conflicto, estableciendo comunicación con los docentes, para implementar estrategias de apoyo con el propósito de mejorar el rendimiento académico. 11 Es importante destacar que la comunidad estudiantil que es objeto de la presente investigación presenta características favorables, puesto que al realizarse una encuesta previa sobre el uso y manejo de las Tecnologías de la Infonnación y la Comunicación (TIC's) es observable que en su mayoría cuentan con equipo de cómputo e Internet (en un 84%); en el aspecto de dominio de habilidades y destrezas en el uso de programas computacionales e Internet, los alumnos se reconocen con un nivel medio o alto. De igual forma es habitual el uso de las redes sociales y otras herramientas tecnológicas como wikis, blogs y correo electrónico, que implementan de fonna personal como fuentes de infonnación, y como medio de comunicación para realizar las actividades y trabajos académicos. 12 Definición del Problema El aprendizaje de las matemáticas constituye uno de los mayores desafíos de la educación actual, ya que involucra numerosas dificultades relacionadas con un pensamiento de orden superior en el que se encuentran implicados procesos tales como la abstracción, el análisis y la demostración. En ocasiones suele suponerse que los alumnos fracasan por no llegar con una preparación adecuada o no contar con los conocimientos previos necesarios, no tienen las habilidades requeridas para comprender un problema, no han logrado conceptualizar los principios fundamentales ni desarrollar un manejo adecuado del álgebra, no conocen las propiedades de los números, no saben geometría, no establecen la relación entre lo concreto y lo abstracto, etc. Sin considerar que es también un factor de bajo rendimiento la problemática individual que el alumno pueda tener en su propio contexto. Generalmente el desempeño académico en trigonometría presenta muchos deficiencias y rezagos a causa de una infinidad de factores que no permiten un desarrollo óptimo para la aprehensión del conocimiento por parte del estudiante. Otros elementos que contribuyen a explicar esta problemática son el enfoque memorístico al que han sido acostumbrados, los métodos de enseñanza obsoletos y la promoción de habilidades de rutina que prevalecen, en muchos casos, en los procesos de enseñanza y aprendizaje en la práctica docente de los niveles educativos anteriores, a pesar de que los planes de estudio propongan el desarrollo de habilidades y promuevan una práctica enfocada al aprendizaje significativo, y actualmente desde la 13 implementación de la Reforma Integral de la Educación Media Superior, un aprendizaje basado en el desarrollo de competencias. Así mismo, es posible citar el bajo nivel de desarrollo de habilidades que involucran razonamientos interpretativos, numéricos, algebraicos, analíticos, reflexivos, etc., el poco interés de los alumnos por adquirir los conocimientos referentes a la materia, ya que existe un rechazo casi inmediato a todo lo que involucra números, ecuaciones, fórmulas y conceptos en general que se relacionen con matemáticas. Por otra parte se encuentra la carencia de motivación así como las prácticas alternativas que los alumnos han ido adquiriendo a lo largo de su experiencia como estudiantes inmersos en sistemas educativos con modelos tradicionales donde la mejor manera de aprobar es mecanizar, memorizar, reproducir, repetir, copiar, simular, etc. Por consiguiente, resulta complicado el hecho de dar un significado al trabajo que se realiza en el aula, debido a la ausencia de elementos que determinan la construcción de conocimientos, y en algunos casos por la falta de la implementación de las tecnologías actuales en la práctica y desarrollo de las actividades propias de la materia. Es importante identificar los contenidos básicos y las competencias que los alumnos deben desarrollar, que se encuentran planteadas en el Plan y Programas de Estudio de Bachillerato General emitido por la Secretaría de Educación Pública, a través de la Subsecretaría de Educación Media Superior y Superior, en el cual se identifica como campo disciplinar: Matemáticas y razonamiento complejo; que tiene que ver con la capacidad para analizar, razonar y transmitir ideas de un modo 14 efectivo, al plantear, resolver e interpretar problemas y situaciones reales en diferentes contextos. El estudiante utilizará su metacognición para resolver problemas que tengan que ver con situaciones reales y pueda construir un puente entre los contenidos planos y básicos, con la posibilidad de solucionar problemas que tengan una o varias respuestas e incluso que no tengan solución, así como las diferentes formas de plantearlos y resolverlos. La asignatura en el documento mencionado es identificada como "Pensamiento de relaciones y espacio"; la materia es nombrada "Trigonometría". El objetivo de la Trigonometría es establecer las relaciones matemáticas entre las medidas de las longitudes de los segmentos que forman los lados de un triángulo con las medidas de las amplitudes de sus ángulos, de manera que resulte posible calcular una mediante las otras. La materia basa su construcción formal en la noción de conceptos como ángulo, triángulo, polígono; de forma muy particular el triángulo rectángulo que se caracteriza por satisfacer una relación métrica con el teorema de Pitágoras, que es la base del concepto de medida de las dimensiones espaciales. Las competencias disciplinarias básicas que el estudiante debe desarrollar son: • Construye e interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de modelos aritméticos y variaciones para la comprensión y análisis de situaciones reales, hipotéticas o formales; • Explica e interpreta los resultados obtenidos mediante procedimientos matemáticos y los contrasta con modelos establecidos o situaciones reales; 15 • Argumenta la solución obtenida de un problema, método numérico, variaciones mediante el lenguaje verbal, matemático, y el uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación. Los contenidos programáticos de la asignatura están estructurados en cuatro unidades: • l. Conceptos fundamentales. Conoce los principales conceptos que le dan sustento a la trigonometría, en especial los ángulos en relación con los triángulos • 11. Razones trigonométricas. Interpreta las seis razones trigonométricas que se dan en un triángulo rectángulo. • III. Razones circulares. Maneja las razones trigonométricas dentro del círculo unitario. • IV. Álgebra trigonométrica. Utiliza las identidades trigonométricas como herramientas para solucionar ecuaciones trigonométricas. En el nivel medio superior, el docente se enfrenta a diversas situaciones adversas para el desarrollo de las competencias y habilidades requeridas en la construcción de conocimientos que tengan una significación real y tangible. Un factor determinante es la deficiencia que presentan los alumnos en los conocimientos matemáticos previos y las habilidades poco desarrolladas en los niveles educativos anteriores, ya que aprender matemáticas tendría que ver con el logro de competencias y dominios sobre los contenidos matemáticos escolares, lo cual sólo se considera posible si el aprendiz ha desarrollado ciertas características cognitivas para cursar la materia (Planas, 2004). 16 Dentro de los conocimientos previos más necesarios se identifican los siguientes: operaciones básicas; la solución de ecuaciones lineales; despejes y sustituciones; el planteamiento de sistemas de ecuaciones simultáneas para hallar incógnitas en dos o más elementos; Por otra parte es importantedesarrollar el uso de los instrumentos que se requieren para llevar a cabo las actividades, como son: transportador, escuadras, compás, calculadora científica y programas computacionales, para crear esquemas o modelos que pernútan un mejor entendimiento de lo que se plantea. Partir de un modelo en el que el alumno pueda crear una situación con apoyo de recursos tecnológicos puede propiciar un mejoramiento en los procesos requeridos para adquirir los conocimientos matemáticos aplicados en trigonometría, por lo tanto surge el cuestionamiento ¿La aplicación y el uso del recurso tecnológico Cabri JI Plus puede mejorar la construcción de conocimientos y significados en la asignatura de Trigonometría? 17 Objetivos de la Investigación • Implementar recursos y medios tecnológicos en la Educación Media Superior para propiciar y fortalecer los aprendizajes de los alumnos. • Alcanzar un mayor logro de propósitos y desarrollo de competencias en la materia de Trigonometría. • Observar transformaciones favorables en el proceso educativo, para el desarrollo de las competencias y habilidades relacionadas con el aprendizaje de la Trigonometría. Justificación A lo largo de la historia es posible observar una serie de cambios que se presentan por los avances científicos y tecnológicos y que van marcando diferencias sustanciales en las diferentes épocas. Un momento de cambio repentino fue la Revolución Industrial, que en su tiempo marcó de forma determinante el contexto social, económico, político y científico mundial. De manera análoga se presenta en la actualidad la revolución tecnológica, la cual genera cambios radicales en la organización económica, social, educativa y cultural, abriendo un abanico extenso de posibilidades para satisfacer necesidades cada vez mas personalizadas y proporcionando una infinidad de ventajas y mejoras reduciendo costos, tiempos, distancias, así como un gran número de problemas. Estas tecnologías aparecen varios años antes de que sus efectos puedan ser observados completamente por la sociedad. Poco a poco las actividades humanas van siendo remplazadas con mayor efectividad por actividades electrónicas proporcionando un mejor control. 18 Por tales razones la educación no puede quedar al margen del desarrollo, cada vez existen más opciones que incluyen el avance tecnológico a favor del aprendizaje y el conocimiento. A lo largo de la historia, la educación ha tenido muchas concepciones y diversas estructuras para satisfacer necesidades sociales, políticas, culturales, económicas, etc. En la actualidad la innovación en educación y la implementación de las Tecnologías de la Información y la Comunicación son aspectos primordiales, puesto que la sociedad avanza vertiginosamente en el desarrollo de nuevas herramientas tecnológicas. La escuela no puede quedar estancada y rezagada frente a los avances científicos y tecnológicos que día a día están presentes en las actividades cotidianas que se realizan. En casi todos los ámbitos se reconoce la resistencia al cambio hacia el uso de las TIC's y la educación no es la excepción. Ningún cambio es sencillo, involucra una serie de etapas que deben ser analizadas para establecer estrategias, si es que se desea un éxito en la implementación innovadora de tecnologías educativas. Se entiende por innovación algo que el usuario no ha utilizado con anterioridad y que no ha considerado como conveniente para aplicarlo. Las innovaciones de tecnologías en ámbitos educativos deberán estar definidas por las necesidades que se desean satisfacer, sin perder de vista los objetivos por los que se han de implementar para asegurar un crecimiento continuo. Es posible observar que las innovaciones en educación deben tener un control y una planeación bien estructurada, a fin de asegurar su buen funcionamiento. 19 Actualmente va en aumento el número de modalidades educativas que utilizan innovaciones en el uso de las tecnologías para que los estudiantes puedan comunicarse electrónicamente con otros estudiantes, con profesores, con expertos en la materia estudiada o con cualquier otro actor del proceso educativo. Los intercambios interpersonales pueden ser individuo-a-individuo, individuo- grupo o grupo-a-grupo. El uso de la red relaciona las actividades realizadas bajo experiencias de aprendizaje en las que participan docentes y alumnos que no necesariamente coinciden en tiempo y espacio geográfico, y que usan Internet para comunicarse entre sí, para intercambiar información y para interactuar de forma eficaz. Implica una forma diferente de trabajo colaborativo en el que la perspectiva de construcción colectiva del conocimiento adopta una forma más explícita. Algunos proyectos de trabajo utilizan estas tecnologías no sólo como fuente de información o como espacio para la publicación de los resultados, sino también como canal de comunicación y cooperación con otras personas y grupos que trabajan en el mismo proyecto coordinadamente. Beneficios esperados La búsqueda constante de nuevas alternativas que promuevan en la escuela la implementación de estrategias para la construcción de aprendizajes resulta ser una necesidad si lo que se pretende es una transformación de la práctica educativa, por lo que, el trabajo del aula debe ser un generador de significados matemáticos que obligue a realizar una articulación de la tecnología como herramienta con la creación de modelos y las relaciones que se establecen al realizar actividades vinculadas con BJ BLIOTECA las demás áreas del conocimiento, así como de la vida cotidiana. ·--:::¡-¡-::-:-- /,~s 1uD/(1.s"r: ,(es.··---~·,.=>.:C.e,,C., ~&,,<': .. /_::/ ' . ·\ '1 P U' S 't. 0 '--:· .. , .. . o {'::; t:STADO ~ ;105. D F ~' ,_)_ • ~ ........ ., .. ,-. ,!"" ,.,,¡ El uso de las tecnologías en la creación de modelos matemáticos para la solución de problemas o situaciones, permite al alumno concretizar o materializar sus propios conceptos matemáticos, brindándole así la oportunidad de fortalecer el significado de los contenidos y las relaciones de los elementos que se involucran en el proceso del aprendizaje para construir el conocimiento matemático en los alumnos con una mayor calidad. 21 Marco Teórico Aprendizaje El aprendizaje desde la perspectiva constructivista se basa en la premisa de que el conocimiento no es algo que pueda transferirse de una persona a otra, sino que es construido por el propio individuo. Cuando el profesor sustenta su enseñanza en la exposición, impone su propia estructura a los alumnos y les priva de la oportunidad de generar el conocimiento y la comprensión por ellos mismos. En el aprendizaje centrado en el estudiante, el profesor más que transmisor del conocimiento pasa a ser un facilitador del mismo, un ingeniero de ambientes donde el aprendizaje es el valor central y el corazón de toda actividad. El principio de aprendizaje constructivista cambia la perspectiva tradicional acerca de cómo aprende un estudiante. El objetivo esencial en este esquema es la construcción de significados por parte del alumno a través de dos tipos de experiencias: el descubrimiento, la comprensión y la aplicación del conocimiento a situaciones o problemas, y la interacción con los demás miembros del proceso, donde, por medio del lenguaje hablado y escrito, el alumno comparte el conocimiento adquirido y, a través de este proceso, lo profundiza, lo domina y lo perfecciona. De esta manera, el grupo de compañeros, que ha tenido poca relevancia en los modelos educativos más tradicionales, pasa a ocupar un lugar fundamental en este proceso. 22 El otro principio en el que se fundamenta esta filosofía educativa es en el aprendizaje experiencia/, según el cual, todos aprendemos de nuestras propias experiencias y de la reflexión sobre las mismas para la mejora personal. El aprendizaje experiencia! influyeen el estudiante de dos maneras: mejora su estructura cognitiva y modifica las actitudes, valores, percepciones y patrones de conducta. Estos dos elementos de la persona están siempre presentes e interconectados. El aprendizaje del alumno no es el desarrollo aislado de la facultad cognoscitiva, sino el cambio de todo el sistema cognitivo, afectivo y social. El proceso de aprendizaje experiencia! y constructivista puede concebirse como un ciclo compuesto de cuatro etapas. Es pues, a través de una participación activa, significativa y experiencia!, como los estudiantes construyen nuevos y relevantes conocimientos que influyen en su formación y derivan en la responsabilidad y el compromiso por su propio aprendizaje, como expresa Ausubel (1976), sólo cuando el aprendizaje es relevante surge la intención deliberada de aprender. Motivación Si los estudiantes tienen interés en saber algo, estarán más dispuestos a hacer el esfuerzo necesario para aprenderlo. Los profesores pueden crear un interés intrínseco en el material a enseñar despertando la curiosidad en el estudiante, por ejemplo, puede hacer demostraciones sorprendentes, relacionar los temas a tratar con la vida personal de los alumnos o permitir que éstos descubran información por sí mismos. 23 A este respecto, la inclusión de elementos y recursos tecnológicos dentro del quehacer educativo es un factor determinante, puesto que, actualmente los alumnos que forman la comunidad estudiantil del nivel medio superior presentan un manejo considerable del uso de Internet, de equipos de cómputo, de redes sociales, entre otros, que les facilitan la búsqueda de información, la comunicación para hacer el trabajo más colaborativo, un mayor abanico de posibilidades de fuentes de información. Es por esto que el estudiante, al sentir seguridad en el manejo de estos recursos puede implementarlos sin dificultad generando su propio conocimiento, por lo que resulta un elemento bastante motivador para su desarrollo en el procesq de aprendizaje. La motivación es el resultado de una conducta orientada que se deriva y sostiene a partir de las propias creencias de la gente con respecto a los resultados obtenidos por sus actos y por la autoeficacia para llevarlos a cabo. Esta relación determina que la teoría propuesta implicaría refuerzos tanto internos como externos en términos del valor (de alcanzar la meta) y la expectativa (de lograrla). Un aspecto importante en este planteamiento, es que la motivación intrínseca es efectiva por sí misma, es decir, no es necesaria la recompensa externa, ya que la actividad generada para el logro del objetivo es gratificante por sí sola. La presencia de factores externos como desencadenantes de las acciones para el logro de objetivos, ya sea una recompensa, incentivo o el evitar un castigo, en donde las acciones no son derogadas por la tarea en sí, representa la motivación extrínseca, en la cual las conductas están encaminadas al cumplimiento de la tarea para obtener una ganancia secundaria. 24 Estilos de aprendizaje Un factor que juega un papel preponderante en la motivación del estudiante es su estilo de aprendizaje. El estilo de aprendizaje puede definirse como una manera habitual de adquirir conocimiento, habilidades o actitudes a través del estudio o la experiencia, el estilo es relativamente estable y es la forma típica con la que el individuo que aprende se acerca al aprendizaje (Sadler-Smith, 1996, citado por Lago y Cacheiro, 2008). No todas las personas aprenden igual ni a la misma velocidad; en cualquier grupo escolar en el que más de dos personas empiezan a estudiar un tema o un curso, se pueden observar en poco tiempo grandes diferencias en los conocimientos de cada miembro del grupo, a pesar del hecho de que aparentemente todos han recibido las mismas explicaciones y llevado a cabo las mismas actividades y ejercicios. Estas diferencias pueden ser resultado de factores diversos como la motivación, la edad, los conocimientos previos; pero cuando estos factores son iguales en el grupo también existen diferencias en la manera de aprender; asimismo, estas diferencias se observan en el comportamiento de los alumnos según su estilo de aprendizaje. En la investigación educativa contemporánea encontramos a personalidades importantes como Howard Gardner o Peter Money, quienes han estudiado y clasificado particularmente los estilos de aprendizaje, por su parte Fleming y Mills desarrollaron en 1992 el modelo VARK (por sus siglas en inglés) basado en los estilos de aprendizaje visual, auditivo, lector-escritor y kinestésico, así como un cuestionario utilizado para conocer el estilo de aprendizaje predominante. • Estilo visual: prefieren el uso de imágenes y un ambiente ordenado en el salón de clases. El uso de diagramas, mapas conceptuales, símbolos, colores, 25 textos con gráficos o imágenes, animaciones, videos y fotografias favorecen su aprendizaje y les ayuda a recordar información. • Estilo auditivo: estos alumnos prefieren las exposiciones orales, las conferencias, discusiones y todo lo que involucre escuchar; utilizan su propia voz y oídos para aprender, recuerdan fácilmente lo que escuchan y lo que expresan verbalmente, para entender mejor es preferible que alguien les explique verbahnente; les gusta participar en debates, hablar, y que el maestro les brinde explicaciones; se distraen fácilmente con los sonidos, se les facilita el aprendizaje de otra lengua o la música. • Estilo lecto-escritura (reader): los alumnos de este estilo prefieren todo lo que se relaciona con leer y escribir, cuando leen vocalizan las palabras, repiten las cosas en voz alta cuando requieren recordarlas, les cuesta mucho trabajar en silencio por períodos largos, les parece útil lo que el maestro dice si tienen notas de apoyo, estudian con notas o reorganizando la información en forma de resúmenes. • Estilo kinestésico: los estudiantes con predominio de este estilo de aprendizaje prefieren todo lo que involucre cosas prácticas, tanto simuladas como reales; les gusta actuar, elaborar proyectos con las manos y estar físicamente ocupados en el aprendizaje; cuando tienen las manos ocupadas en un proyecto tienden a recordarlo mejor, por lo que toman notas aunque no las vuelvan a leer, les gusta representar físicamente lo que dicen con palabras, necesitan estar activos durante la experiencia de aprendizaje, su aprendizaje es lento, por lo que necesitan más tiempo, aunque lo que aprenden es dificil de que lo olviden. El trabajo colaborativo, las actividades del tipo aprender- 26 haciendo, proyecciones de películas, pasar al pizarrón, trabajar en el patio de la escuela; son ejemplos de actividades que favorecen el aprendizaje de los alumnos con este estilo de aprender. Inteligencias múltiples El concepto de inteligencia es siempre controversial, ya que existe infinidad de definiciones según las perspectivas de quienes las proponen, que se ajustan a las visiones muy particulares según las teorías que las presentan. Howard Gardner (2010) propone un modelo de inteligencia que no es una sola, sino un conjunto de inteligencias, cada una con sus características propias y con diferentes niveles de desarrollo en cada individuo, por lo que cada persona aprende de diferente forma, tiene una interpretación individual de la realidad y sus intereses son enfocados muy particularmente. Considerando la teoría de las Inteligencias Múltiples podemos observar que el éxito académico no siempre resulta ser garantía de triunfo en todos los aspectos, ya sean personales, laborales, económicos, etc. Al reflexionar sobre este modelo observamos que en las instituciones educativas sólo se le da prioridad a dos inteligencias: la lingüística y la lógico-matemática; en estos dos aspectos está centrada la currícula y se han quedado rezagadas las demás, por lo que aquellosalumnos que presentan un mejor desarrollo en estos campos logran el éxito académico, poniendo en desventaja a aquéllos cuyos niveles de desarrollo más elevados se encuentran en otra inteligencia, que desafortunadamente no es una de éstas. Según Gardner, (201 O) todos los individuos presentan todas las inteligencias, y todos tienen la capacidad de desarrollarlas, ya que son necesarias para 27 complementarse unas a otras; no sería posible que se pueda contar con una sola, ya que el mismo contexto exige su utilización en diferentes niveles. Según esta teoría, todos los seres humanos poseen las ocho inteligencias en mayor o menor medida. Al igual que con los estilos de aprendizaje no hay tipos puros, y si los hubiera les resultaría imposible funcionar, Gardner (201 O) enfatiza el hecho de que todas las inteligencias son igualmente importantes y, según esto, el problema sería que el sistema escolar vigente no las trata por igual sino que prioriza las dos primeras de la lista, (la inteligencia lógico -matemática y la inteligencia lingüística). Sin embargo, en la mayoría de los sistemas escolares actuales se promueve que los docentes realicen el proceso de enseñanza-aprendizaje a través de actividades que promuevan una diversidad de inteligencias, asumiendo que los alu11U1os poseen diferente nivel de desarrollo de ellas, y por lo tanto es necesario que todos las pongan en práctica. Para Gardner (201 O) es evidente que, sabiendo lo que se sabe sobre estilos de aprendizaje, tipos de inteligencia y estilos de enseñanza, es absurdo que se siga insistiendo en que todos los alu11U1os aprenden de la misma manera. La misma materia se podría presentar de formas muy diversas que permitan al alumno asimilarla partiendo de sus capacidades y aprovechando sus puntos fuertes. Además, tendría que plantearse si una educación centrada en sólo dos tipos de inteligencia es la más adecuada para preparar a los alumnos para vivir en un mundo cada vez más complejo. 28 Marco Curricular Común El Marco Curricular Común (MCC) se define como la delimitación de un perfil básico del egresado del Nivel Medio Superior compartido por todas las instituciones educativas que dependen de este nivel, y por aquello que cada institución ofrece de forma adicional, tanto para la formación laboral como para la adquisición de conocimientos disciplinarios más complejos. Dicho perfil se inclina a los desempeños comunes que los egresados del bachillerato deben conseguir, independientemente de la modalidad y subsistema que cursan, y constituiría el eje de igualdad de la Educación Media Superior. No se pretenden reemplazar los objetivos sino complementarlos al identificar puntos en común, orientados a alcanzar los tres principios básicos. Así, el MCC responde a una triple necesidad: ser el vínculo ente la educación básica y la educación superior, dar elementos relevantes para que quienes la cursan puedan desempeñarse como ciudadanos, y responder a la necesidad de preparar a los estudiantes para el mundo laboral. Para poder lograr un perfil universal del bachiller a través de todas las modalidades y subsistemas de Educación Media Superior (EMS), es necesario que cumplan con el desarrollo de las competencias genéricas y disciplinares básicas en el alumnado. Es decir, que todos los subsistemas y planteles en el país creen competencias idénticas en los jóvenes. Competencias disciplinares extendidas y profesionales (básicas y extendidas), las cuales dependerán de la especificidad de cada subsistema. Esto llevará a que se cubran las expectativas profesionales y laborales de los jóvenes en edad de cursar la EMS (SEP, 2008). 29 El MCC busca un acuerdo general entre las instituciones con respecto a las competencias a desarrollar y generar una cultura científico/humanista que dé sentido y ensamble los diferentes conocimientos que se generan, y que a su vez se transforman en cada una de las disciplinas. Se pretende la libre circulación de los alumnos de un sistema a otro evitando altos índices de deserción. El marco curricular formará personas preparadas para integrarse a la educación superior, capaces de trabajar inmediatamente al egresar de la preparatoria, y así mismo, ser ciudadanos que participen y colaboren al cambio y al bienestar social. 30 Competencias A continuación se hace referencia a algunas concepciones y características generales de las competencias. Es necesario comprender este término, ya que en las competencias está centrado el aprendizaje que actualmente se requiere que desarrolle el alumno del nivel medio superior. A continuación se presentan diferentes definiciones de dicho término: • Es un conjunto de conocimientos que al ser utilizados mediante habilidades de pensamiento en distintas situaciones, generan diferentes destrezas en la resolución de los problemas de la vida y su transformación, bajo un código de valores previamente aceptados, que muestra una actitud concreta frente al desempeño realizado, es una capacidad de hacer algo (Frade, 2008). • Se refiere a una combinación de destrezas, conocimientos, aptitudes y actitudes, y a la inclusión de la disposición para aprender además del saber común (Comisión Europea, 1998). • Conjunto de conocimientos, habilidades y destrezas, tanto específicas como transversales, que debe reunir un titulado para satisfacer plenamente las exigencias sociales. Las competencias son capacidades que la persona desarrolla en forma gradual y a lo largo de todo el proceso educativo, y son evaluadas en diferentes etapas (ANUIES, 1998). • Es la capacidad para responder a las exigencias individuales o sociales para realizar una actividad. Cada competencia reposa sobre una combinación de habilidades prácticas y cognitivas interrelacionadas, conocimientos, motivación, valores, actitudes, emociones y otros elementos sociales y 31 comportamentales que pueden ser movilizados conjuntamente para actuar de manera eficaz (OCDE, 2002). Por lo anterior, es posible destacar que el desarrollo de competencias va enfocado a la movilización integral de conocimientos, habilidades, actitudes y destrezas, para la solución de situaciones que se presentan en circunstancias variadas, así como para seguir construyendo su propio conocimiento en diversos ambientes o escenarios en los que el individuo se encuentra inmerso. Las competencias movilizan los recursos con los que el sujeto cuenta y permiten su articulación, conformando otras competencias de mayor complejidad. Las competencias integran el saber (hechos, datos y conceptos = conocimiento declarativo), el hacer ( conocimiento procedimental relacionando y asociando - para el exterior y/o interior-) y el ser (conocimiento actitudinal) que permite enfrentar los cambios que se generan. La siguiente tabla muestra las competencias que se consideran en el Plan y Programas de Estudio de EMS (SEP, 2009) que se pretenden desarrollar en el área de matemáticas, incluyendo la materia de Trigonometría, siendo éste el campo del conocimiento en el cual se ubica la presente investigación: 32 Tabla 1 Competencias que se desarrollan en el nivel medio superior. Competencia Competencias Atributos Genérica Disciplinares Se expresa y comunica. Escucha, interpreta y emite • Expresa ideas y conceptos mensajes pertinentes en mediante representaciones distintos contextos lingüísticas, matemáticas o mediante la utilización de gráficas. medios, códigos y herramientas apropiados. • Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y exoresar ideas. Aprende de forma Aprende por iniciativa e • Articula saberes de diversos interés propios a lo largo autónoma. de la vida. campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana. Piensa crítica y Desarrolla innovaciones y • Construye hipótesis y diseña y reflexivamente. propone solucionesa aplica modelos para probar su problemas, a partir de validez. métodos establecidos. • Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. Competencias genéricas Son aquellas que todos los bachilleres deben estar en capacidad de desempeñar, las que les permiten comprender el mundo e influir en él, les capacita para continuar aprendiendo de forma autónoma y a lo largo de sus vidas, para desarrollar relaciones armónicas con quienes les rodean y participar eficazmente en su vida social, profesional y política a lo largo de la vida. También nombradas competencias clave, son transversales (no se restringen a un campo específico) y transferibles (refuerzan la capacidad de adquirir otras competencias). 33 Las competencias genéricas se caracterizan por ser: • Clave, transversales y transferibles. • Formar capacidades que, en su vinculación con las disciplinas y diversas experiencias educativas, permitan concretar el perfil del egresado. • Relevantes para el desarrollo de cada individuo, permitiéndole potenciar su dimensión fisica, cognitiva, afectiva y social. • Relevantes para la integración exitosa del individuo en los ámbitos de la vida ciudadana, académica y profesional. • hnportantes para todos, independientemente de la región en la que viven, su ocupación o trayectoria futura de vida. Competencias disciplinares Se refieren a los procesos mentales complejos que permiten a los estudiantes enfrentar situaciones complejas como las que caracterizan al mundo actual. Significa expresar las finalidades de las disciplinas como algo más que una serie de conocimientos que pueden adquirirse de manera memorística, como se ha hecho tradicionalmente. Estas competencias se dividen en básicas y extendidas, las primeras se refieren a los conocimientos que todos los alumnos tendrían que dominar (independientemente de su futura trayectoria profesional o laboral) y las segundas implican niveles de complejidad deseables para quienes optaran por una determinada disciplina o campo laboral (preparan a los alumnos para la educación superior). 34 Competencias profesionales Se refieren a un campo del quehacer laboral, se trata del uso particular del enfoque de competencias aplicado al campo profesional. También se dividen en básicas y extendidas, las primeras se refieren a la formación para el trabajo, y las segundas a la formación para el ejercicio profesional (SEP, 2008). Los componentes para las competencias son: • El saber referido al conocimiento declarativo. • El hacer referido al conocimiento procedimental. • El ser referido al conocimiento actitudinal (transversal). No importa en qué orden se adquieran. Cómo se generan: • El verbo se redacta en tercera persona. • Se enfoca a cumplir con una tarea, en un determinado contexto. • El verbo que define la competencia se redacta en presente y se enfoca a la acción que corresponde al individuo para proyectarse en diferentes contextos. • Las competencias genéricas van de lo general a lo particular, pero en su declaración se manifiestan de lo particular a lo general (del individuo hacia su contexto). • Las categorías a las que pertenecen las competencias parten de la situación individual para ir a la aportación en sociedad, traducido en beneficios y conciencia respecto a su contexto (se autodetermina y cuida de sí, se expresa, 35 piensa, aprende autónomamente, trabaja en forma colaborativa, participa en la sociedad, etc.). Es importante destacar que el proceso de desarrollo de las competencias es el eje central del aprendizaje de nivel medio superior, por tanto, es indispensable conocer sus características, estructuras y propósitos, para poder guiar a los estudiantes dentro de este esquema de trabajo. Matemáticas en Educación Media Superior A lo largo de la historia de la educación se han implementado un sinnúmero de propuestas educativas que pretender mejorar el aprovechamiento de los estudiantes, se han aplicado metodologías conductistas, constructivistas, cognoscitivistas, y una infinidad de reformas y reestructuraciones de planes y programas que se han realizado en busca de un mejoramiento del aprendizaje y en el desarrollo de las habilidades matemáticas de los estudiantes. Por tal motivo, los procesos educativos demandan una continua búsqueda de alternativas que proporcionen una construcción más eficaz del conocimiento. Fernández (1998) opina que: Los planes y programas de estudio señalan como propósitos fundamentales para Matemáticas, desarrollar en los estudiantes habilidades y conocimientos para adquirir un pensamiento crítico, reflexivo, flexible, capaz de realizar generalizaciones, clasificar, inducir, inferir, estimar numéricamente y resolver problemas. Las actividades y recursos didácticos de uso generalizado en la enseñanza y aprendizaje de las Matemáticas han proporcionado resultados poco satisfactorios, los diagnósticos muestran que el aprendizaje de los estudiantes es principalmente de tipo algorítmico, con escaso aprendizaje de los aspectos conceptuales y de aplicación. Para algunos, 36 esto es resultado de una enseñanza que utiliza poco la visualización y la contextualización de las propiedades de los conceptos y procesos matemáticos, así como de las dificultades que se presentan para vincular cognitivamente aspectos gráfico-visuales y analítico-algorítmicos relacionados con ellos. El Plan y Programas de Estudio de Bachillerato General que surge a partir de la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) se encuentra organizado en campos disciplinares, los cuales tienen el propósito de identificar y determinar la naturaleza y avances recientes en materia científica, tecnológica, matemática, medioambiental, cultural, social, comunicacional y cognitiva. A partir de éstos se organizan las materias, siendo el campo de las matemáticas y del razonamiento complejo el que incluye a la asignatura de Trigonometría. En un siguiente nivel de organización se encuentran las competencias genéricas, las cuales incluyen competencias disciplinares y atributos para cada una de éstas. En el nivel medio superior se pretenden establecer y generar actividades que engloben básicamente tres situaciones didácticas: proyectos interdisciplinarios, solución de problemas contextuales y estudio de casos (SEP, 2009). Se entienden como Proyectos Interdisciplinarios todas aquellas actividades o situaciones que involucran dos o más disciplinas y que permitan generar aprendizajes significativos, siendo el área de matemáticas una de las que puede involucrarse más fácilmente como herramienta para establecer la transversalidad . Solución de problemas contextuales son todas aquellas actividades que permitan al estudiante involucrarse de acuerdo a su proceso metacognitivo para 37 solucionar un problema de su entorno, espacio donde la creación de modelos puede ser un factor enriquecedor. El estudio de caso hace referencia a las actividades que propicien el análisis de una situación particular que desarrolla las competencias. Para desarrollar estas competencias se debe partir de los procesos matemáticos, de la influencia del lenguaje matemático, de las destrezas que se activan para solucionar un problema y de la construcción de modelos matemáticos, implementando recursos tecnológicos aplicables a los contenidos de la materia. En la enseñanza de las matemáticas en el nivel medio superior se trabaja para buscar formas más adecuadas de afrontar los nuevos retos en el aprendizaje de la Matemática (Rodríguez, 2009). Se plantea la necesidad de una dirección del aprendizaje en la que no se acepta el carácter estático de las Matemáticas, sobre la base de considerar a ésta como un conjunto de hechos, algoritmos, o reglas que el alumno debe conocer, memorizar o ejercitar. La propuesta principal en términos de laReforma Integral de la Educación Media Superior apunta hacia una enseñanza basada en la solución de problemas sobre la base de la discusión y el debate, la participación activa del alumno, la vinculación con otras asignaturas y el desarrollo de las competencias. El proceso de aprendizaje de la matemática ha jugado un papel fundamental y determinante en el desarrollo escolar de los alumnos en todos los niveles educativos. Se ha considerado por mucho tiempo que esta área del conocimiento generalmente proporciona resultados poco satisfactorios (Fernandez, 1996), concibiéndola como una 38 materia clave que presenta un alto grado de dificultad, y por consiguiente, la que tiene un mayor índice de reprobación, por lo que resulta de gran importancia aplicar metodologías que integren el uso de las TIC's y brinden al estudiante un escenario a partir del cual ha de desarrollar la capacidad de construir su propio conocimiento. Este panorama hace que el estudiante despierte su interés por resolver problemas con esta característica, teniendo como referencia las materias cursadas con anterioridad como Pensamiento algebraico y Geometría, así como todos los conocimientos adquiridos en la educación básica. En el mundo real las personas se enfrentan constantemente a situaciones en las que se requiere de un razonamiento cuantitativo o espacial, así como diversas habilidades matemáticas que pueden contribuir a clarificar, formular o resolver un problema. Estas aplicaciones de las matemáticas se basan en las competencias que deben ser desarrolladas a partir de los tipos de problemas que se plantean y analizan en clase. No obstante, las mismas demandan la capacidad adicional de emplear las herramientas en contextos menos estructurados, donde las instrucciones son menos claras y donde el estudiante debe tomar decisiones sobre cuáles conocimientos son relevantes y cómo se pueden aplicar de manera eficaz. El presente trabajo de investigación está situado en el contexto del campo disciplinar de Matemáticas y razonamiento complejo, específicamente en la materia de Trigonometría, cuyo objeto de estudio implica establecer las relaciones matemáticas entre las medidas de las longitudes de los segmentos que forman los lados de un triángulo con las medidas de las amplitudes de sus ángulos, de manera 39 que resulte posible calcular las medidas que no se conocen mediante los datos de las medidas que se tienen (Baldor, 1988). Esta materia basa su construcción formal en la noción de conceptos como ángulo, triángulo, tipos de triángulos, funciones trigonométricas, leyes de senos y cosenos y el concepto de medida de las dimensiones angulares y espaciales. El campo de la Trigonometría abarca el estudio de las mediciones de las partes o elementos de un triángulo. La trigonometría plana se limita a los triángulos contenidos en los planos (Ayres, 1988). La Trigonometría se basa en algunas relaciones llamadas funciones trigonométricas. Éstas desempeñan un papel importante en toda clase de fenómenos estudiados en áreas como la fisica y la ingeniería. Posee numerosas aplicaciones: las técnicas de triangulación, por ejemplo, son usadas en astronomía para medir distancias a estrellas próximas, en la medición de distancias entre puntos geográficos y en sistemas de navegación por satélite. En términos generales, la trigonometría es el estudio de las funciones: seno, coseno; tangente, cotangente; secante y cosecante. Es aplicable en un sinnúmero de situaciones de las demás ramas de la matemática y se aplica en todos aquellos ámbitos donde se requieren medidas de precisión. La Trigonometría se aplica a otras ramas de la Geometría, como es el caso del estudio de las esferas en la geometría del espacio. 40 Tecnologías de la información y comunicación La palabra tecnología etimológicamente está confonnada por las voces griegas techné, que tiene un significado relacionado con arte o destreza, y lagos, con una acepción relativa al orden del cosmos, al conocimiento. En su dimensión actual, el Diccionario de la Real Academia Española (RAE) define como tecnología al "conjunto de teorías y de técnicas que penniten el aprovechamiento práctico del conocimiento científico". De acuerdo con esta concepción la tecnología podría identificarse como un engranaje, que nos permite utilizar los conocimientos científicos, para mejorar los procesos y las prácticas cotidianas, específicamente las del aprendizaje. Para poder realizar la actual investigación surge la necesidad de conocer más a fondo el concepto "Tecnologías de la infonnación y comunicación", por lo que podemos citar de manera general algunos términos que han estructurado diferentes autores en este ámbito: Martínez Sánchez ( 1996: 102), señalaba que podemos entender por nuevas tecnologías a todos aquellos medios de comunicación y de tratamiento de la información que van surgiendo de la unión de los avances propiciados por el desarrollo de la tecnología electrónica y las herramientas conceptuales, tanto conocidas como aquellas otras que vayan siendo desarrolladas como consecuencia de la utilización de estas mismas nuevas tecnologías y del avance del conocimiento humano. 41 Haag, Cummings y McCubbrey (2004), consideraban que "las tecnologías de información están compuestas de cualquier herramienta basada en los ordenadores y que la gente utiliza para trabajar con la información, apoyar a la información y procesar las necesidades de información". Majó y Marques (2002), profundizaban en la composición de las TIC's haciendo referencia a tres campos: la infonnática, las telecomunicaciones y las tecnologías de la imagen y el sonido. Tirado (1998), diferencia entre las nuevas tecnologías y las tecnologías avanzadas, distando unas de otras por aspectos relacionados con la interactividad y la flexibilidad espacio-temporal. La OCDE (2002) define las TIC's como "aquellos dispositivos que capturan, transmiten y despliegan datos e información electrónica, y que apoyan el crecimiento y desarrollo económico de la industria manufacturera y de servicios". Considerando las concepciones anteriores es necesario establecer de manera ecléctica una idea específica de las TIC's desde la perspectiva de la educación, por lo que se identifican, como lo hacen Baelo y Cantón (2009, p.105): Las TICs son una realización social que facilitan los procesos de información y comunicación, gracias a los diversos desarrollos tecnológicos, con el propósito específico de llevar a cabo una construcción y extensión del conocimiento que derive en la satisfacción de las necesidades de los integrantes de una determinada comunidad educativa. 42 Después de tener un panorama más amplio de lo que son las TIC's es posible observar la relación que tienen con los procesos educativos y con todos los aspectos cotidianos actuales. Haciendo referencia a la perspectiva de Salinas (1998),las actuales tecnologías permiten la articulación de procesos sociales a distancia, ya sea en las áreas metropolitanas, entre las regiones o entre los continentes, con los cambios que esto implica. Por lo que es posible suponer que la evolución de estos fenómenos va en la dirección de la globalización que se está manifestando en los diferentes aspectos de la vida, y el campo de la educación no es la excepción. Implementación de recursos tecnológicos Arratia, Jáñez, Martín y Pérez (2002), muestran la relación entre la matemática y las nuevas tecnologías: "Los grandes avances en la informática y la comunicación de los últimos años hacen prever una revolución que está sólo en sus inicios. Las nuevas tecnologías se utilizan para comunicarse, como herramienta de trabajo y también como instrumento de ocio. Aparecen en todas las parcelas de la vida actual, desde la investigación científica hasta el mundo de la empresa, pasando por la enseñanza. En esta última,se puede considerar que el uso de estos avances favorece el desarrollo de capacidades intelectuales y la adquisición de destrezas por parte del alumno, mediante una nueva forma de organizar, distribuir, representar y codificar la realidad. La introducción y el uso de las TIC's en los procesos de enseñanza- aprendizaje en la educación va encaminada a una transformación institucional que tiene como propósito dar respuesta a las necesidades que requieren las sociedades del conocimiento. 43 Las TIC's poco a poco han sido incluidas en todos los campos relacionados con la educación, facilitando la transformación y la optimización de la mayoría de los procesos administrativos, "el desarrollo de metodologías innovadoras en los procesos de enseñanza-aprendizaje, el acceso a la formación de nuevos grupos de personas, así como una transformación del sistema organizativo de las instituciones educativas" (Gayle, Tewarie y White, 2003, p.78). Las nuevas exigencias a la educación se centran en la mejora del proceso educativo y, en este sentido, la integración de las TIC's facilita aspectos relacionados con la mejora del trabajo individual, la autonomía del alumnado, la facilidad para el desarrollo de trabajos en equipo y colaborativos, la posibilidad de modificar y adaptar los métodos de evaluación y la interacción bidireccional entre el profesor y el alumno. Un aspecto de importancia en la aplicación de la tecnología en los procesos educativos es la implementación y el conocimiento de las redes de información, que ofrecen herramientas como el uso de la Internet, los buscadores, el correo electrónico, las redes sociales, las herramientas para la discusión y la conferencia, para el trabajo en grupo y de colaboración, así como las tecnologías de presentación multimedia, que hacen posible el desarrollo de comunidades de aprendizaje a través de la comunicación entre personas ubicadas en diversas partes del mundo, de manera relativamente poco costosa (Lucero, 2004). Hodson (1996) y Holland et al. (2000), reconocen que la enseñanza asistida por computadora no siempre ha disfrutado de una buena reputación, pero en los últimos años, con el incremento de la potencia de las computadoras y del software 44 multimedia, los estudiantes tienen la posibilidad de observar la simulación del comportamiento de los sistemas que están estudiando, a la vez que se les presenta un gran cúmulo de información, bien dosificada, de acuerdo a estrategias pedagógicas cuidadosamente diseñadas. El uso de la red relaciona las actividades realizadas bajo experiencias de aprendizaje en las que participan docentes y alumnos, que no necesariamente coinciden en tiempo y espacio geográfico y que usan Internet para comunicarse entre sí, para intercambiar información y para interactuar de forma eficaz. Implica una forma diferente de trabajo colaborativo en el que la perspectiva de construcción colectiva del conocimiento adopta una forma más explícita. Algunos proyectos de trabajo utilizan Internet no sólo como fuente de información o como espacio para la publicación de los resultados, sino también como canal de comunicación y cooperación con otras personas y grupos que trabajan en el mismo proyecto coordinadamente. Actualmente va en aumento el número de modalidades educativas que utilizan Internet para que los estudiantes puedan comunicarse electrónicamente con otros estudiantes, con profesores, con expertos en la materia estudiada o con cualquier otro actor del proceso educativo. Los intercambios interpersonales pueden ser individuo-a- individuo, individuo- grupo o grupo-a-grupo. El uso de herramientas tecnológicas y materiales de apoyo han sido motivo de estudio en todo proceso educativo, pues éstas son piezas clave para generar procesos 45 cognitivos: motivan la presentación de la información, facilitan el acceso a los contenidos, además de pennitir la construcción de conocimientos más vívidos. Recurrir a los materiales y herramientas tecnológicas adecuadas no es tarea fácil, tanto en la educación presencial como en la educación a distancia. Siendo que esta última se apoya básicamente de los medios materiales y tecnológicos idóneos a las necesidades educativas de sus usuarios. Es conveniente aclarar que existen algunas características de la educación a distancia que en la actualidad adquieren relevancia, estrechando cada vez más la separación en espacio y tiempo, a través el uso de medios (escritos, audiovisuales, videoconferencias, etc.), portadores de infonnación y la comunicación mediada por los materiales y el desempeño del tutor (Rozenhauz y Steinberg, 2002). La Internet facilita la oferta de la educación, ya que su estructura pennite acceder a conexiones y redes informativas de diversa índole, a la interconexión de numerosas redes locales y amplias, sin ningún tipo de restricción, a bajos costos y con una enorme bandeja de información, además de la gradual inmersión y masificación del uso de computadoras e Internet en los hogares. Monereo y Fuentes (2005) comparan a Internet con una telaraña con millones de documentos interconectados, que rompe barreras de espacio y tiempo, permite acceder a todo tipo de géneros discursivos, fuentes de información compartidas mundialmente, oportunidad de encontrar primicias informativas, es un canal plural y heterogéneo y permite el anonimato. Es así que Internet brinda tanta información y en distintos formatos que es evidente recurrir a la objetividad, al análisis y búsqueda adecuada de la información, si de verdad se pretenden fonnar comunidades de aprendizaje. 46 Es necesario reconocer los criterios sobre los que se organiza la información en Internet, ya sea en texto, imagen o sonido. Aretio (2001 ), propone de manera general estos criterios como: las grandes bases de datos, los documentos electrónicos, los grupos de discusión, las listas de noticias, los programas de utilidades gratuitos y la información sobre instituciones. Las grandes bases de datos se refieren a la información debidamente organizada y clasificada en catálogos de bibliotecas o librerías que permiten una fácil búsqueda y localización (Aretio, 2001). La Internet cuenta con herramientas de búsqueda y recuperación de datos, ya que se puede tener información de distintas partes del mundo, algunos de los sitos que contienen grandes bases de datos son: You Tube o Google, entre otros. Los documentos electrónicos brindan información on fine, como revistas electrónicas, conferencias, informes, etc. Por ejemplo, las revistas electrónicas proporcionan diversos artículos on-line, que se pueden consultar desde el navegador, "Un número creciente de revistas están pasándose a Internet, aunque en ocasiones sólo es factible acceder a los abstracts de modo gratuito" (Bartolomé, 1999, p. 205), estas revistas pueden ser nacionales o internacionales. Los grupos de discusión permiten el intercambio de ideas e información en diferentes presentaciones, de modo que se pueden utilizar las fotografías, las animaciones, los gráficos, los textos, el audio y hay espacios tanto sincrónicos como asincrónicos, los primeros pueden ser el chat, los juegos interactivos, las audio y videoconferencia y los entornos virtuales, y los segundos son el correo electrónico, los foros electrónicos y los grupos de noticias. Un recurso frecuentemente usado es el 47 chat, "El chat es un tipo de conversación entre varias personas que aparecen en las pantallas de cada emisor a medida que escriben sus mensajes" (Monereo, 2001, p. 75). Las listas de noticias, que se caracterizan por compartir y difundir información con base en un tema, las pueden formar todos los alumnos de un mismo curso. Estas listas contienen lo más reciente y relevante que hay en Internet, los suscritos pueden enviar un mensaje a dicha lista y éste será distribuido entre todos los integrantes, haylistas muy pequeñas pertenecientes a un proyecto por ejemplo, o listas abiertas donde el acceso es amplio y no censurado (Bartolomé, 1999). Los programas de utilidades gratuitas se utilizan para dar a conocer nuevas utilidades o crear nuevas aplicaciones, como antivirus, juegos, software y freeware, entre otras múltiples opciones que facilitan las acciones en Internet. La información, como producto principal que ofrece Internet, incluye especificaciones de distintas instituciones, asociaciones, etc. Las utilidades que ofrece Internet favorecen y apoyan las diferentes modalidades educativas, lo importante es que los profesionales dedicados a la educación sean capaces de aprovechar el potencial de esta herramienta, pues las generaciones del siglo XXI son usuarios constantes y cada vez más diestros de todo aquello que provee Internet y sus necesidades educativas han cambiado. Algunos medios de comunicación que proporciona la Red son: el radio chat, redes sociales, blogs, etc., así como descarga de archivos que incluyen audios, videos y videoconferencias. El radio chat fomenta la comunicación estimulando el pensamiento y la razón, es unidireccional, ya que sólo se escucha la transmisión para recabar la información 48 que nos proporciona. Así mismo, permite desarrollar procesos de reflexión estimulando el pensamiento a partir de la audición. Tiene la ventaja de ser muy flexible en tiempo y espacio. Algunas técnicas empleadas son los debates, foros, entrevistas, paneles, estudios de caso, entre otros. Otra herramienta tecnológica aplicada a la educación es la utilización de dispositivos móviles, los cuales cumplen la función de almacenar información en archivos de audio, video, etc., que pueden ser descargados y reproducidos cuando sea necesario, facilitando la consulta en el tiempo y en el momento en que sea requerida. Por otra parte, la aplicación de la tecnología para la realización de los modelos geométricos es un recurso esencial que se encuentra contemplado en las competencias genéricas, disciplinares y atributos que propone el Plan y Programa de Estudio del nivel Medio Superior, por lo cual también ha de ser considerada en este rubro. Con el propósito de utilizar herramientas tecnológicas en las actividades de aprendizaje en la materia de Trigonometría, es posible llevar a cabo la modelación gráfica de formas y figuras con programas como Cabri JI Plus, el cual está diseñado para la construcción en computadora de figuras geométricas. Cabri JI Plus Este programa tiene una nueva dimensión con respecto a las construcciones clásicas que utilizan lápiz, papel, regla y compás. Cabri JI Plus posee un gran número de funcionalidades potentes y fáciles de utilizar. Las figuras, de las más simples a las más complicadas, pueden ser manipuladas libremente. En cualquier momento se puede probar la construcción de una figura, hacer conjeturas, medir, calcular, borrar, 49 ocultar/mostrar objetos, poner colores o textos, modificar el punteado o bien recomenzar todo. Cabri 11 Plus es el líder de los softwares para el aprendizaje y la enseñanza de la Geometría, un área de conocimiento indispensable para el estudio de la Trigonometría. Está dirigido tanto a los profesores como a los alumnos, y puede ser utilizado desde la escuela primaria hasta la universidad. Algunas de las funcionalidades específicas que maneja el programa son las siguientes: • Interfase: Los nuevos iconos son más grandes y más legibles. Los menús contextuales hacen aún más intuitiva la utilización de Cabri JI Plus, resolviendo fácilmente las situaciones de ambigüedad de selección o cambiando los atributos de cualquier objeto en algunos cliclcs. • Etiquetas: Nombra todos los objetos y posiciona el nombre en cualquier parte o alrededor de un objeto. • Expresiones: Define y evalúa dinámicamente expresiones con una o más variables. • Graficación instantánea: Traza y estudia fácilmente las gráficas de una o varias funciones. • Lugares: Construye lugares de puntos o de objetos, lugares de lugares o intersecciones con lugares. Las ecuaciones de curvas algebraicas construidas con la herramienta Lugar pueden ser mostradas. • Rectas inteligentes: Despliega solamente la parte útil de una recta. El tamaño de esta porción de recta puede ser modificado a voluntad. so • Colores: Elige los colores de los objetos y de los textos, así como los colores de relleno con la ayuda de la nueva paleta de colores extendida o utilizando los colores variables dinámicamente. • Imágenes (Bitmaps, JPEG, GIF): Liga una imagen a ciertos objetos de una figura (puntos, segmentos, polígonos, fondo). Las imágenes son recalculadas durante las animaciones y las manipulaciones de la figura. • Texto: El estilo, la fuente y los atributos de texto de cualquier objeto pueden ser cambiados libremente. • Ventana de descripción: Una ventana puede ser abierta para listar todas las etapas de la construcción de una figura. • Guardado de una sesión: Permite guardar una sesión durante la utilización del software. Una sesión puede ser releída en la pantalla o puede ser impresa, para estudiar la progresión de los alumnos e identificar claramente las dificultades encontradas durante una experimentación. • Importación/Exportación de figuras: Las figuras pueden ser transferidas hacia o desde una calculadora gráfica que utiliza Cabri Junior (Tl-83 Plus y TI-84 Plus). Todas estas novedosas funcionalidades pueden aportar una nueva dimensión a la práctica de la enseñanza. 51 B y ' e • i Construye el cfkulo determinado por un centro y un puma que flJ•. el radio. Figura 2 .Se presenta la pantalla de trabajo del programa Cabri JI Plus, la cual es el espacio para la realización de modelos de diversas situaciones de análisis. Así mismo, en ella se observan las opciones de cada uno de los botones con los que cuenta. Visualización Visualización es acción y efecto de visualizar y ésta a su vez significa: representar mediante imágenes ópticas fenómenos de otro carácter; por otro lado la imagen es inherente al proceso de visualización, luego entonces la importancia de ésta radica en la importancia que la imagen tiene como medio de comunicación, por medio de la cual se pueden transmitir ideas, conceptos, abstracciones, fórmulas, leyes, etc. Desde el punto de vista de la psicología, De Guzmán (1996), dice que para los psicólogos, la visualización es una técnica entroncada en el análisis transaccional 52 iniciado por Eric Berne (años 50's), que pretende una reestructuración de ciertos aspectos del subconsciente. Los psicólogos se han preocupado por la relación existente entre la visualización y el razonamiento humano. Otro concepto apegado al proceso de visualización es el gráfico. Elaborado por el ser humano, es un elemento que permite, al igual que la imagen, transmitir una idea o una acción. Según Galavís (1992), los gráficos pueden ser de diferente índole, de acuerdo a lo que traten de apoyar, así como de la dinámica que posean: • Los dibujos y esquemas pueden ser muy útiles para trabajar conceptos o ideas, para presentar el contexto o reafirmarlo. • Las animaciones sirven para mostrar o ensayar el funcionamiento de algo, para destacar elementos o para motivar. • Los diagramas sirven para ilustrar procedimientos, relaciones entre partes o estados de un sistema. Los diagramas de flujo indican los pasos y la lógica ligada al logro de una meta; los de transición, las relaciones entre los diversos estados de un sistema y las condiciones que produce la transición; las redes no cíclicas muestran precedencias entre sus nodos; los diagramas de barras expresan duración y holgura. El tipo de diagrama que se vaya a utilizar no es arbitrario, depende de lo que se desea especificar. • Los gráficos de tratamiento numérico se utilizan cuando interesa comprender o manipular cifras, magnitudes
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