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1 LICENCIATURA EN EDUCACIÓN MATEMÁTICA Enseñanza de la Trigonometría en la Escuela Secundaria Un análisis praxeológico del currículum y un estudio de caso Núcleo de Investigación en Educación en Ciencia y Tecnología NIECyT Departamento de Formación Docente Facultad de Ciencias Exactas Universidad Nacional de Centro de la Provincia de Buenos Aires UNCPBA Prof. Florencia Romina Sapag 2021 2 Enseñanza de la Trigonometría en la Escuela Secundaria Un análisis praxeológico del currículum y un estudio de caso Tesina realizada por la Prof. Florencia Romina Sapag bajo la dirección de la Dra. María Paz Gazzola, presentada como requisito para la obtención del título de Licenciado en Educación Matemática. Tandil, agosto 2021. 3 A Benjamín 4 AGRADECIMIENTOS Quiero agradecer: A la Universidad Nacional del Centro de la provincia de Buenos Aires y a la Facultad de Ciencias Exactas por el apoyo en mi formación académica y profesional. A mi directora de tesis Dra. María Paz Gazzola por su dirección, comprensión, paciencia y apoyo en cada momento de redacción de esta tesis. Al Equipo Directivo de la Escuela de Educación Secundaria N°2, por facilitarme el acceso al material bibliográfico de la institución, para la confección de este trabajo. Por darme siempre palabras de aliento desde el comienzo, y en el transcurso de este año. A mis padres Alejandra y Martín, por animarme a continuar en todo momento desde que comencé esta carrera, por llevarme a Tandil en varias oportunidades. A mis abuelos Julia y Rufino, que siempre están presentes con alguna palabra de aliento y siempre diciéndome los orgullosos que están. A mi hijo Benjamín, que en todo momento me apoyó y acompañó. Hoy entendiendo que siempre hay que seguir estudiando. A mi amiga y compañera de estudio Natalia, quien fue la persona que me incentivó a continuar este camino de estudio en la LEM. A mis compañeros de la LEM por el apoyo, en aquellos momentos que el trayecto se hacía más difícil. 5 INDICE Resumen…….………………………………………………………………………... 8 Organización de la presentación……………………………………………………….. 9 CAPÍTULO I: Demarcación y Justificación de la Investigación Introducción y formulación del problema.…………………………………….............. Objetivos………………………………………………………………………………. Preguntas a abordar.....…..…………………………………………………………….. 10 12 12 CAPÍTULO II: Evolución de la Trigonometría y su Enseñanza Historia de la Trigonometría………………………………………………………....... 13 Los primeros ángulos………………………………………………………………….. 16 Cuerdas……………………………………………………………………………....... 16 Funciones Trigonométricas……………………………………………………………. 20 La Trigonometría Analítica……………………………………………………………. 22 La trigonometría en resolución de triángulos y mecánica……………………………… 23 Importancia de la enseñanza de la Trigonometría en la Escuela Secundaria…………… 24 CAPÍTULO III: Marco teórico y Metodología empleada Marco teórico………………………………………………………………………….. La Teoría Antropológica de lo didáctico: conceptos elementales…………………….... Metodología desarrollada……………………………………………………………… 27 27 32 CAPÍTULO IV: ESTUDIO 1. Estado del Arte Clasificación de las investigaciones…….…...………………………………………… 36 IT-1: Investigaciones realizadas desde un enfoque didáctico………………………….. 36 IT-2: Investigaciones realizadas desde un enfoque cognitivo………………………….. 39 IT-3: Investigaciones realizadas desde un enfoque epistemológico…………………… 40 Algunos aportes al problema de investigación…………………………...…………... 41 CAPÍTULO V: ESTUDIO 2. Análisis praxeológico de los DCM de Secundaria de la provincia de Buenos Aires 42 Diseño Curricular (DC) de Ciclo Básico………………………………………………. 43 Diseños Curriculares (DC) de Ciclo Superior…………………………………………. 47 Algunas consideraciones parciales…………………………………………………….. 53 6 CAPÍTULO VI: ESTUDIO 3. La Enseñanza de la Trigonometría en los textos escolares y programas en la Escuela Secundaria. El caso de una escuela de Mar del Plata Parte 1: programas……………………………………………………………………... 55 Parte 2: libros escolares………………………………………………………………... 57 Tipos de tareas propuestos en los libros escolares……...……………………………… 57 CAPÍTULO VII: Conclusiones Conclusiones finales…………………………………………………………………... 68 CAPÍTULO VIII: Bibliografía Referencias ………………………………………………………………………….. 71 ANEXOS Anexo I… ………………….………………………………………………………...... 78 Anexo II.a…….……………………………………………………………………...... 94 Anexo II.b….…………………………………………………………………….......... 98 TABLAS/GRÁFICOS Tabla 1. Investigaciones recopiladas que abordan trigonometría……………………… 33 Tabla 2. Análisis praxeológicos de los textos escolares en Secundaria………………… 34 Tabla 3. Tipos de tareas, según la regularidad de los verbos asociados………………… 60 Gráfico 1. Tipos de tareas de los textos escolares…………………………….………. 67 FIGURAS Figura 1. Génesis y evolución de la trigonometría……………………………………... 13 Figura 2. Plimpton 322………………………………………………………………… 14 Figura 3. División de 360 grados de la eclíptica en 36 secciones de 10 grados cada una. 15 Figura 4. Hexágono regular inscripto en una circunferencia…………………………... 15 Figura 5. Un radián………..…………………………………………………………… 16 Figura 6. Gnomon…………..…………………………………………………………. 17 Figura 7. Mapa mundial de Ptolomeo……..…………………………………………… 18 Figura 8. d=cuerda………..…………………………………………………………… 18 Figura 9. Una sección de la tabla de cuerdas de Ptolomeo………..……………………. 19 Figura 10. Sección de la Tabla de Cuerdas en sistema sexagesimal…………………… 19 7 Figura 11. 22 ^^ CABCOB ……………………………………………………… 20 Figura 12. 𝐴𝐵 = 2𝑟𝑠𝑒𝑛𝛼 𝐶𝐷 = 2𝑟 𝑡𝑎𝑛 𝛼…………………………………………………………... 21 Figura 13. Definición de praxeologías según sus componentes………………………. 27 Figura 14. Teorema del coseno………………………………………………………… 28 Figura 15. Tipos de praxeologías…………………………………………………….. 29 Figura 16. Niveles de co-determianción……………………………………………… 30 Figura 17. Esquema sobre objetivos y preguntas de investigación…………………… 35 Figura 18. Grupos y subgrupos de clasificación……………………………………….. 41 Figura 19. Esquema de organización de contenidos de matemática del DC 3°………… 44 Figura 20. Desarrollo de contenidos y consideraciones didácticas de trigonometría…... 45 Figura 21. Esquema de organización de contenidos de matemática del DC de 4°……… 48 Figura 22. Ejemplo propuesto en el DC de 4°………………………………………….. 49 Figura 23. Esquema de organización de contenidos de matemática en el DC de 6°……. 50 Figura 24. Consideraciones didácticas para 6° año de la ESS………………………….. 51 Figura 25. Ejemplo 1 para 6°año de la ESS…………………………………………….. 52 Figura 26. Ejemplo 2 para 6° año de la ESS……………………………………………. 52 Figura 27. Recorte de trigonometría del programa actual para 3° año de la EES N°2... 56 Figura 28. Recorte de trigonometría del programa actual para 4° año de la EES N°2... 56 Figura 29. Recorte de trigonometría del programa actual para 6° año de la EES N°2... 57 Figura 30. Tarea 𝑇5.6 𝐶𝑆 ………………………………………………………………….. 62 Figura 31. Técnica asociada a 𝑇5.6 𝐶𝑆 con uso de calculadora………………………….. 63 Figura 32. Ejemplo del tipo de tarea 𝑇1.5 𝐶𝑆 ……………………………………………... 63 Figura 33. Técnica asociada a 𝑇1.5 𝐶𝑆 ……………………………………………………. 64 Figura 34. Tarea 𝑇1..5 𝐶𝐵 ………………………………………………………………… 65 Figura 35. Tarea y técnica asociada………………………..…………………………. 66 Figura 36. Tarea 𝑇3.10 𝐶𝑆 ………………………………………………………………… 66 Figura 37. Tarea 𝑇3.13 𝐶𝑆 …………………………………………………………………. 67 Figura 38. Tarea 𝑇1.4 𝐶𝑆…………………………………………………………………... 68 8RESUMEN En este trabajo se describe y analiza la enseñanza actual de la trigonometría en la Escuela Secundaria. Realizamos un recorrido por la génesis de este campo de conocimiento, que pretende evidenciar sus principales contribuciones en la historia y en la sociedad, y al mismo tiempo mostrar la relevancia de su enseñanza en las instituciones educativas. Se utiliza como referente teórico la Teoría Antropológica de lo Didáctico (TAD) (Chevallard, 1990, 2007) y particularmente el constructo praxeología, que es utilizado para caracterizar los saberes propuestos para enseñar relativos a la trigonometría El trabajo se estructura en tres estudios. En el estudio 1 se realiza un estado del arte a partir de la recopilación de N=49 investigaciones, para conocer qué tipos de investigaciones se han realizado al momento sobre la enseñanza y el aprendizaje de la Trigonometría. En el estudio 2, se realiza una descripción y análisis de los Diseños Curriculares de Matemática en la provincia de Buenos Aires y se caracterizan las principales praxeologías alrededor de la trigonometría, a partir de la identificación de sus componentes: tipos de tareas, técnicas asociadas y tecnologías. En el estudio 3, se realiza una descripción y análisis de los programas de matemática y libros de texto que utilizan los profesores de matemática en la EES N°2 de la ciudad de Mar del Plata, también identificando los componentes de las praxeologías de trigonometría propuestas para enseñar. Los resultados nos permiten identificar una enseñanza de la trigonometría que se basa en la realización tipos de tareas aisladas, que requieren de técnicas comunes y muchas veces mecánicas, y un escaso o incluso ausente entorno tecnológico-teórico. Palabras Clave: Enseñanza de la Trigonometría, Escuela Secundaria, Praxeología. 9 Organización de la presentación Este trabajo consta de ocho capítulos y dos anexos organizados de la siguiente manera: En el Capítulo I, se desarrolla la introducción y formulación del problema abordado, se explicita cómo se originó este trabajo, su razón de ser, y cuáles fueron las preguntas que impulsaron la realización del mismo. En el Capítulo II se realiza un recorrido por los momentos histórico- epistemológicos de la trigonometría y la evolución de su enseñanza a lo largo del tiempo. En el Capítulo III, se describe el Marco Teórico adoptado para el trabajo, detallando los constructos de la Teoría Antropológica de lo Didáctico que utilizamos. También, se describe la metodología empleada; se detallan los objetivos generales y los particulares. El Capítulo IV corresponde al Estudio 1: Estado de Arte. Se presenta una síntesis de los principales desarrollos y resultados obtenidos en diferentes investigaciones sobre la enseñanza-aprendizaje de la trigonometría El Capítulo V corresponde al Estudio 2: Análisis praxeológico de los Diseños Curriculares de Matemática de la educación Secundaria de la provincia de Buenos Aires. El Capítulo VI corresponde al Estudio 3: enseñanza de la trigonometría en la Escuela de Educación Secundaria N°2 de la ciudad de Mar del Plata. Por un lado, se describe de la trigonometría propuesta para enseñar en los programas de estudio de los profesores de esta institución y, por otro, un análisis praxeológico de la trigonometría que aparece en los textos escolares que ellos utilizan. En el Capítulo VII se presentan las conclusiones del trabajo y se abordan las respuestas a las preguntas de investigación planteadas. El Capítulo VIII corresponde a la bibliografía. En el Anexo I se presenta la tabla que sintetiza las N=49 investigaciones analizadas en este trabajo. En el Anexo II se presentan los documentos analizados en el estudio 3. Al Anexo II.a contiene los programas elaborados por los profesores de la EES N°2. En el Anexo II.b se presenta una tabla que describe las praxeologías relativas a la trigonometría propuestas en los textos escolares que utilizan los profesores de este establecimiento y de identifican sus componentes. Capítulo I ____________________________________ 10 CAPÍTULO 1 DEMARCACIÓN Y JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN 1. Introducción y formulación del problema Este trabajo se circunscribe en la Enseñanza de la Trigonometría en la Escuela Secundaria. La Trigonometría es de gran utilidad en la vida cotidiana y en el desarrollo profesional, ya que se utiliza en el mundo de la industria, la ingeniería civil, la arquitectura, la cartografía, la astronomía y la navegación, entre otras disciplinas de relevancia para la sociedad y el mundo del trabajo. Si bien se trata de un contenido curricular y que está presente en los programas de los profesores, su enseñanza está reducida a resolver tareas o ejercicios que incluyen cálculos con diferentes medidas de triángulos. En diversas investigaciones se observa que los estudiantes presentan dificultades al abordar este saber y ciertas carencias para poder relacionar los conceptos involucrados, por ejemplo, desde un tratamiento geométrico: La trigonometría es una parte de las matemáticas que resulta difícil de entender por los estudiantes. Hay muchos factores que podrían estar involucrados (Brown, 2005). Algunos de ellos podrían ser su complejidad, su conexión con numerosos tipos de fenómenos y sus interconexiones con otras disciplinas. En esta dificultad de los alumnos por comprender este tópico podrían influir las diversas vías de entender y representar sus nociones básicas, los modos de aproximación a la misma, nociones como la circunferencia goniométrica, los triángulos rectángulos, o las funciones trigonométricas. (Fernández, 2013:2) Además, en mi experiencia personal y en espacios de formación junto a otros colegas han salido a la luz desaciertos de su enseñanza en el aula, por ejemplo, proponer fórmulas aisladas y descontextualizadas, actividades donde sólo se requiere aplicar fórmulas, ausencia de su utilidad. Esto me ha llevado a cuestionar la forma en que se enseña la trigonometría y que, a luz de la Teoría Antropológica de lo Didáctico, sería consecuencia directa del Paradigma Monumental (Chevallard, 2004) en que la enseñanza actual está inmersa. Este paradigma se caracteriza por considerar al saber transparente, evidente e incuestionable, entonces se estudia como un fin en sí mismo, carente de sentido y de utilidad. Estas cuestiones han desencadenado en los fenómenos didácticos denominados pérdida de sentido y monumentalización del saber (Chevallard, 2004, 2007, 2013). En una clase tradicional de matemática se recurre generalmente a la explicación, la ejercitación y finalmente a la corrección de las actividades. Se evidencia una copia de lo que el profesor “explica” y se crea un ambiente monótono en donde las actividades se realizan sistemáticamente. El estudio de la trigonometría en las instituciones educativas está inmerso en este paradigma, su estudio consiste en un proceso memorístistico, rutinario y mecánico sin ningún sentido ni utilidad. No se explicita ni se cuestiona por qué o para qué esos saberes están allí y merecen ser estudiados. Tomando como referencial teórico la Teoría Antropológica de lo Didáctico (TAD) (Chevallard, 1999, 2007, 2007), el objetivo de este trabajo es caracterizar la enseñanza Capítulo I ____________________________________ 11 actual de la Trigonometría en la escuela secundaria a partir de un análisis praxeológico de los saberes propuestos para ser estudiados, y con ello tratar de identificar las principales carencias y/o debilidades y potenciales cambios que podrían hacerse para promover una enseñanza funcional de la trigonometría en la Escuela Secundaria Numerosas investigaciones se han enfocado en analizar y describir desde diferentes perspectivas y referenciales teóricos la enseñanza y el aprendizaje de la trigonometría en los distintosniveles educativos, y han identificado diferentes problemas vinculados a dimensiones didácticas, cognitivas y epistemológicas. Por ejemplo, De Moura (2000) reporta en su análisis didáctico, errores en el uso de la notación y en la aplicación de leyes que no son válidas para las razones y funciones trigonométricas; De Kee, Mura y Dionne (1996) mencionan que el estado de comprensión de las nociones seno y coseno no están bien adquiridas en los estudiantes, reportando que generalizan las propiedades de los triángulos rectángulos a cualquier tipo de triángulo. Por su parte, el análisis didáctico de Maldonado (2005) muestra que los alumnos no logran profundizar el concepto de función trigonométrica, al tratar por igual a los grados y a los números reales. Algunas investigaciones se centraron en proponer una enseñanza de la trigonometría que evite operaciones mecanizadas sin significado. En el trabajo didáctico- cognitivo de Kendal y Stacey (1996) se sugiere que para el estudio introductorio de este saber se privilegie la enseñanza del concepto de razón (trigonométrica) sobre la enseñanza del método de círculo unitario. De Moura (2000) propone que los estudiantes construyan los conceptos básicos de trigonometría a partir de secuencias didácticas de enseñanza simple y contextualizada; y Zeman (2005) realiza una ingeniería didáctica para construir una tabla trigonométrica tomando como referencia los escritos matemáticos de Grecia clásica. Bajo un enfoque socioepistemológico, se observa que De Kee, Mura y Dionnes (1996) y Maldonado (2005) han dado evidencia de las dificultades y concepciones más clásicas del estudiante en este tema, mientras que Montiel (2005) ha considerado la naturaleza de la noción matemática como parte fundamental del fenómeno didáctico. Por otro lado, una revisión de los contenidos, estrategias y consideraciones didácticas de los Núcleos de Aprendizaje Prioritarios (Consejo Federal de Educación, 2013) y de los Diseños Curriculares de Secundaria de la provincia de Buenos Aires, nos permite observar que la Trigonometría no se encuentra propuesta para enseñarse en todos los años de la Escuela Secundaria, y cuando aparece, es de manera fragmentada y sin relacionar los conocimientos de un año con los siguientes o anteriores. Es decir, que, si bien se menciona en estos documentos la importancia de realizar una correlación entre los conceptos que se estudian, por ejemplo, en Ciclo Básico y en Ciclo Superior, los contenidos no se retoman ni se relacionan, sino que se proponen de manera independiente y aislada. Así, identificamos que la Trigonometría propuesta para enseñar en estos documentos se propone “segmentada” y sin evidenciar una razón de ser (Chevallard, 2001). Se profundizará sobre esto más adelante. Capítulo I ____________________________________ 12 En consecuencia, la razón de ser de este proyecto es profundizar y reflexionar sobre el estado actual de la enseñanza de la Trigonometría en la Escuela Secundaria, desde dos puntos de vista que tienen diferente alcance: por un lado, lo que se propone en los diseños curriculares de la provincia de Buenos Aires y por el otro haciendo un estudio de caso, considerando una escuela de Mar del Plata, en la cual soy profesora de matemáticas, a partir de una revisión de los programas de estudio de los profesores del área y de los libros de texto que utilizan para enseñar. 2. Objetivos Objetivos generales 1. Analizar y describir la enseñanza actual de la trigonometría en la Escuela Secundaria. 2. Realizar un aporte para la investigación relativa a la enseñanza de la trigonometría en la Escuela Secundaria. Objetivos Específicos 1. Elaborar un estado del arte relativo a la enseñanza y aprendizaje de la Trigonometría. 2. Analizar y describir las praxeologías relativas a la Trigonometría que se proponen en los Diseños Curriculares de Matemática de Secundaria de la provincia de Buenos Aires. 3. Analizar y describir, en término de praxeologías, los programas de estudio de los profesores de matemática de la Escuela de Educación Secundaria N°2 “Teniente Félix Origone” de la ciudad de Mar del Plata, provincia de Buenos Aires y los textos escolares que estos profesores utilizan para enseñar. 3. Preguntas a abordar Nuestro trabajo está motivado por las siguientes preguntas, a las que intentaremos dar respuesta: 1. ¿Qué aportes se han realizado hasta el momento sobre la Enseñanza y el aprendizaje de la Trigonometría en los distintos niveles educativos? 2. ¿Qué tipo de praxeologías de Trigonometría se proponen estudiar en los Diseños Curriculares de secundaria de la provincia de Buenos Aires? ¿Cuáles son los principales tipos de tareas que se relacionan con estas praxeologías? 3. ¿Qué tipos de praxeologías de Trigonometría se proponen para enseñar en la Escuela de Educación Secundaria N° 2 de la ciudad de Mar del Plata? 4. ¿Qué tipo de tareas sobre trigonometría serían deseables promover para generar una enseñanza funcional de la trigonometría en la Escuela Secundaria. Capítulo II ____________________________________ 13 CAPÍTULO 2 GÉNESIS Y EVOLUCIÓN DE LA TRIGONOMETRÍA Y SU ENSEÑANZA En este capítulo, se pretende mostrar la relevancia de la trigonometría en la historia y en la sociedad. Realizamos un recorrido por su evolución y por la manera en que se ha desarrollado su enseñanza. El foco está colocado en los principales hechos que motivaron su enseñanza y cómo fueron evolucionando, identificando qué aspectos continúan vigentes, cuáles se fueron modificando y cuáles se dejaron de lado. En la Figura 1 sintetizamos en una línea del tiempo los aspectos más relevantes sobre los que profundizaremos a continuación. Figura 1: génesis y evolución en el tiempo de la trigonometría 1. Historia de la trigonometría La historia de la trigonometría y de las funciones trigonométricas podría extenderse por más de 4000 años. Tablas grabadas sobre arcilla dan testimonio de que los babilonios determinaron aproximaciones de medidas de ángulos y de longitudes de los lados de los triángulos rectángulos. Por ejemplo, una tablilla babilonia escrita en cuneiforme que muestra quince ternas pitagóricas, denominada Plimpton 322 (Figura 2) y que se estima es de alrededor de 1900 a. C. El grado, se cree que se originó con los babilonios. Se presume que la división de un círculo en 360 partes se basaba en la cercanía de este número a la duración del año, los 365 días (Montalvo Antolín, 2012). Capítulo II ____________________________________ 14 Figura 2: Plimpton 322. Fuente: https://francis.naukas.com La trigonometría1 tendría sus inicios con los trabajos de Hiparco2. En su época no existían las “razones trigonométricas”. Los griegos, los hindúes y los árabes utilizaron "líneas" trigonométricas. Al principio, éstas tomaron la forma de cuerdas en un círculo y se hizo obligatorio hasta que Claudio Ptolomeo3 asociara valores numéricos (o aproximaciones) con las cuerdas. Es probable que la medida de 360 grados procediera de la astronomía, donde el zodíaco había sido dividido en doce "signos" o 36 "decanos" (Montalvo Antolín, 2012). Es entonces que nuestro sistema de medición de ángulos puede provenir de esta correspondencia. Los egipcios en el 2300 a. C dividieron a los 360 grados de la eclíptica en 36 secciones de 10 grados cada uno (Figura 3). Cada sección de diez grados (llamado decano) contenía una constelación de estrellas alineadas a lo largo de la eclíptica. El sistema de decanos se utilizó para determinar las horas de la noche y las estaciones. En la Figura 3 se observan las divisiones en la parte superior de la tabla que representan decanatos. La tabla se lee de derecha a izquierda y las imágenes representan Marte (el barco y el toro), Orión con las tres estrellas como el Sol y la Luna, Sirius, Júpiter,Saturno, Mercurio y Venus. La sección inferior contiene imágenes de dioses de las estrellas o los demonios. Ellos representan a algunos de los días más importantes del año. El cuadro es en gran parte simbólico y funcional, pero no contiene imágenes de algunos grupos importantes de las estrellas. Es notable mencionar cómo las primeras civilizaciones han tratado de explicar fenómenos celestes empleando trigonometría. 1 La palabra "trigonometría" proviene del griego trigono= triángulo y metron= media. 2 Hiparco de Nicea (190 a.C-120 a. C). Matemático y astrónomo griego que midió con precisión la distancia entre la Tierra y la Luna. 3 Claudio Ptolomeo (100 d.C-170 d.C). Astrónomo, matemático y geógrafo greco-egipcio. Utilizó un sistema de latitud y longitud. https://francis.naukas.com/2017/09/07/el-significado-matematico-de-la-tablilla-babilonica-plimpton-322/ Capítulo II ____________________________________ 15 Figura 3: División de 360 grados de la eclíptica en 36 secciones de 10 grados cada uno. Fuente: https://www.createwebquest.com/conversion-de-angulos-radianes Otra razón puede haber sido el hecho de que un círculo se divide naturalmente en seis partes iguales, cada uno que subtiende una cuerda igual al radio (Figura 4). Como sistema de numeración, el sistema sexagesimal es obsoleto, pero la división del círculo en 360 partes ha sobrevivido no sólo en la medida angular, sino también en la división de una hora en 60 minutos y un minuto en 60 segundos. Figura 4: Hexágono regular inscripto en una circunferencia. En tiempos más recientes la medida en radianes se ha adoptado universalmente como la unidad natural de medida angular. Un radián es el ángulo que abarca una longitud de arco igual a un radio de la circunferencia (Figura 5), es decir, un radián equivale a 57°17´45´´. La razón para usar el sistema circular sobre el sexagesimal radica en que simplifica muchas fórmulas matemáticas. Capítulo II ____________________________________ 16 Figura 5: Un radián La palabra radián fue utilizada en 1871 por James Thomson4 y apareció por primera vez en la impresión del examen en cuestiones planteadas por él en Queen College de Belfast en 1873. Las sugerencias anteriores fueron “rad” y “radial”. Sin embargo, en la trigonometría elemental se siguen usando grados. Los primeros ángulos En la época de la construcción de las pirámides, alrededor de 2570 a. C, los sacerdotes de Egipto y de Sumeria ya estaban bien enterados de dos hechos que se observan en la bóveda celeste: Uno de estos fenómenos consiste en que siempre transcurre el mismo tiempo entre los momentos en que dos estrellas dadas pasan por el meridiano de un mismo lugar, o sea entre los instantes en que cada una de estas estrellas alcanza su más alta posición. El otro hecho consiste en que, para cada lugar determinado del globo terrestre en el momento de pasar una estrella por el meridiano, el ángulo formado por la visual dirigido a ella y la línea horizontal (ángulo de altura) es siempre el mismo, como lo es el ángulo que dicha visual forma con el cenit (distancia cenital). En ese momento, Eratóstenes5 llevó a cabo sus primeras mediciones del tamaño de la Tierra. A éstas siguió la invención de los mapas. La construcción de mapas celestes proporcionó la base técnica necesaria para las grandes navegaciones. Cuerdas La llamada Trigonometría plana elemental conocida en el siglo XVI, se refiere a las relaciones cuantitativas entre los ángulos y segmentos de línea, particularmente en un triángulo. Los egipcios usaban una especie de trigonometría primitiva ya en el segundo milenio a. C. en la construcción de las pirámides. En Mesopotamia, los astrónomos de Babilonia mantuvieron meticulosos registros de la salida y puesta de las estrellas, del 4 James Thomson (1822 –1892). Ingeniero británico conocido por su trabajo en la mejora de las ruedas de agua. 5 Eratóstenes (276 a. C. -194 a. C.). Geógrafo, matemático y filósofo griego. Estableció la longitud de la circunferencia de la Tierra, con un error de 90 km. También, calculó la oblicuidad de la eclíptica. https://es.wikipedia.org/wiki/276_a._C. https://es.wikipedia.org/wiki/194_a._C. Capítulo II ____________________________________ 17 movimiento de los planetas y de los eclipses solares y lunares, todo lo cual requiere familiaridad con la distancia angular medida en la esfera celeste. El gnomon, un dispositivo simple para decir la hora a partir de la sombra proyectada por una vara vertical, era conocido a los antiguos griegos, que, según Heródoto6, lo obtuvieron de los babilonios. El gnomon es esencialmente un dispositivo análogo para el cálculo de la función cotangente: Donde h denota la altura de la vara y s la longitud de su sombra cuando el Sol está una altitud de α grados por encima del horizonte (Figura 6). Thales de Mileto7 ha medido la altura de una pirámide mediante la comparación de la sombra que proyecta con la de un gnomon. Figura 6: Gnomon La trigonometría moderna empezó con Hiparco de Nicea. El uso de instrumentos de su propia invención, lo llevó a determinar la posición de aproximadamente 1000 estrellas en términos de su longitud celestial y su latitud y las grabó en un mapa: el primer atlas exacto de las estrellas. A Hiparco también se le atribuye el descubrimiento de la precesión de los equinoccios8, y de un lento movimiento circular de los polos celestes, una vez cada 26700 años. Para poder hacer sus cálculos Hiparco desarrolló una tabla de las razones trigonométricas, y obtuvo fórmulas de la trigonometría plana de gran importancia, entre ellas las identidades (en notación moderna): sensensen sen sen coscos 2 cos1 2 1cos 2 22 Estas fórmulas se derivaron de teoremas puramente geométricos, que expresan la relación entre ángulos y cuerdas de un círculo. 6 Heródoto (484 a.C-425 a. C). Es el primer historiador griego del mundo occidental. 7 Thales de Mileto (625 a. C-546 a. C). Filósofo y matemático griego. Considerado el primer filósofo por su aspiración a establecer una explicación racional de los fenómenos de la naturaleza. 8 En astronomía, la precesión de los equinoccios es el cambio lento y gradual en la orientación del eje de rotación de la Tierra, que hace que la posición que indica el eje de la Tierra en la esfera celeste se desplace alrededor del polo de la eclíptica, trazando un cono y recorriendo una circunferencia completa cada 26700 años, período conocido como año platónico. Capítulo II ____________________________________ 18 La primera obra completa (de 13 “libros”) de trigonometría es el Almagesto de Claudio Ptolomeo9, el primer matemático aplicado. En su trabajo “Geografía” Ptolomeo utiliza sistemáticamente la técnica de proyección (un sistema de cartografía de la Tierra esférica en una hoja de papel) que Hiparco ya había introducido en su mapa del mundo, como una rejilla de longitud y latitud, y elaboró el mapa del mundo hasta la Edad Media (Figura 7). Figura 7: Mapa mundial de Ptolomeo. Fuente: https://sites.google.com/site/lapaginadeenriqueselvap/alejandria-crisol-de-culturas-20-10- 2014/capitulo-1-otros-estudios La tabla de cuerdas de Ptolomeo es de gran interés ya que da la longitud de una cuerda en un círculo en función del ángulo central que subtiende (Figura 8), para ángulo de 0° a 180° intervalos de medio grado. Fundamentalmente se trata de una tabla de senos: si r denota el radio, α el ángulo central, y la longitud de la cuerda la denotamos por d, tenemos d=2rsen α/2 Figura 8: d=cuerda Para el cálculo de la tabla de Ptolomeo, se usó el sistema de numeración sexagesimal babilónicoo base 60, que lo utiliza en conjunción con el sistema griego en el que cada letra del alfabeto se le asigna un valor numérico: α=1; β= 2 y así sucesivamente. Esto hace que la lectura de su tabla sea compleja (Figura 9). 9 Escribió sobre astronomía, geografía, música, y sobre óptica. Ptolomeo compiló un catálogo de estrellas basado en el trabajo de Hiparco, en el que hizo una lista y nombró cuarenta y ocho constelaciones que están en uso hoy en día. En el Almagesto, la Tierra era inmóvil en el centro del universo y los cuerpos celestes en movimiento a su alrededor en órbitas prescritas (el sistema geocéntrico). https://sites.google.com/site/lapaginadeenriqueselvap/alejandria-crisol-de-culturas-20-10-2014/capitulo-1-otros-estudios https://sites.google.com/site/lapaginadeenriqueselvap/alejandria-crisol-de-culturas-20-10-2014/capitulo-1-otros-estudios Capítulo II ____________________________________ 19 Figura 9: Una sección de la tabla de cuerdas de Ptolomeo. Fuente: https://www.google.com/ La tabla de Ptolomeo da la longitud de la cuerda con una precisión de dos lugares sexagesimales, lo cual es suficiente para la mayoría de las aplicaciones incluso hoy en día. En la figura 10 se presenta una tabla de cuerdas, escrita en sistema sexagesimal. Figura 10: Sección de la Tabla de Cuerdas en sistema sexagesimal Hiparco considera el triángulo que se inscribe en un círculo. Veamos el triángulo ABC con ángulo recto en C (Figura 1). De la geometría elemental sabemos que la hipotenusa c=AB es el diámetro de la circunferencia que pasa por A, B y C. Denotando por O el centro de este círculo (es decir, el punto medio de AB), un conocido teorema dice que 22 ^^ CABCOB https://www.google.com/imgres?imgurl=http://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/8436104631/0&imgrefurl=https://kuaibao.qq.com/s/20190405A06ISZ00?refer%3Dspider&h=677&w=536&tbnid=ZJFpWJBS7EVw3M&q=horizontal&tbnh=252&tbnw=200&usg=AI4_-kR8QXnpEp6Gp2BREb3SgDZNahZNtg&vet=1&docid=CtBmvNLmUpXtHM&hl=es Capítulo II ____________________________________ 20 Figura 11: 22 ^^ CABCOB Funciones trigonométricas Las funciones trigonométricas surgieron de la necesidad de realizar mediciones en construcción. Uno de los primeros trabajos sobre astronomía hindú, el Surya Siddhanta (400 d.C.), da una tabla de medias cuerdas basado en las tablas de Ptolomeo. El primer trabajo que se refiere explícitamente al seno como una función de un ángulo es el Aryabhatiya de Aryabhata10 (510 a.C). Encontramos la palabra seno en los escritos de Gherardo de Cremona11, quien tradujo muchos de las obras antiguas griegas, incluyendo el Almagesto, del árabe al latín. (Fue a través del trabajo hindú al-Battani de la función de semi-cuerdas que "nuestro moderno seno" fue conocido en Europa.) La notación abreviada sin se utilizó por primera vez por Edmund Gunter12. En 1624 Edmund Gunter inventó un dispositivo mecánico, la "escala de Gunter," para calcular con logaritmos antes de la aparición de las calculadoras. La notación de sin (como tan) apareció por primera vez en un dibujo que describe su invención. Las otras cinco funciones trigonométricas tienen una historia más reciente. La función del coseno, surgió de la necesidad de calcular el seno del ángulo complementario. Aryabhata la llamaba kotijya y es usada de la misma manera que las tablas trigonométricas de la época moderna (hasta que la calculadora de mano lo hizo obsoleto), en forma tabular, en la misma columna del seno de los ángulos de a y los cosenos de los ángulos complementarios. John Newton13 en el año 1658, utilizó el término coseno y la notación abreviada cos fue utilizada por primera vez en 1674 por Sr. Jonas Moore14. 10 Aryabhata (475 o 476 a. C -550 a. C). Matemático y astrónomo indio. Efectuó un cálculo aproximado del valor de π, halló soluciones para ecuaciones indeterminadas de primer grado y elaboró unas tablas trigonométricas. 11 Gherardo de Cremona. (1114 a. C- a 1187 a. C). habría sentido gran curiosidad por el Almagesto. Además del Almagesto (que acabó de traducir en 1175), en Toledo encontró numerosas versiones árabes de clásicos grecolatinos y tratados compuestos originalmente en esta lengua. El interés que estos libros despertaron en él le animó a permanecer en la ciudad y a aprender árabe para poder traducirlos. 12 Edmund Gunter (1581-1626), un ministro inglés que más tarde se convirtió en profesor de astronomía en el Gresham College de Londres. 13John Newton (1622-1678), un profesor y autor de libros de texto de matemáticas (que no está relacionada con Isaac Newton). 14 Jonas Moore (1617- 1679), un inglés matemático y topógrafo. Capítulo II ____________________________________ 21 Posteriormente, en las obras del erudito árabe Abul-WEFA15, surgieron las funciones secante y cosecante. La primera tabla impresa de secantes apareció en el trabajo Canon doctrinae triangulorum (Leipzig, 1551) por Georg Joachim Rheticus16, donde aparecen por primera vez las seis funciones trigonométricas juntas. Las relaciones de la tangente y la cotangente se originaron con el gnomon y el reconocimiento de sombras. Sin embargo, el tratamiento de estas razones como función de un ángulo se inició con los árabes. La primera tabla de tangentes y cotangentes se construyó alrededor de 860 por Ahmed ibn Abdallah al-Mervazi ("el calculador"), que escribió sobre astronomía e instrumentos astronómicos. El astrónomo Albatenio17 dio una regla para encontrar la altura (elevación) del Sol sobre el horizonte en términos de la longitud de la sombra proyectada por un gnomon vertical de altura h, su regla (920 a. C.), sen senh s )90( es equivalente a la fórmula coths . La expresión que se utiliza sólo es la función seno, las otras funciones trigonométricas aún no se conocían por su nombre. Sobre la base de esta regla, se construyó una “tabla de las sombras”, esencialmente una tabla de cotangentes por cada grado de 901 a . En 1583 se utilizó el término tangente por Thomas Fincke18. La palabra “tangente” viene del latín tangere, tocar; su asociación con la función tangente se atribuye a la siguiente observación: en un círculo con centro en O y radio r, sea AB la cuerda del ángulo central 2α, y OQ la bisectriz de ese ángulo, dibuje una línea paralela a AB y tangente a la circunferencia en Q, y se extiende hasta OA y OB y cumplen con esta línea en C y D, respectivamente (Figura 12). tan22 rCDrsenAB Existen muestras que la función tangente tiene que ver con la recta tangente de la misma forma como la función seno es la cuerda. De hecho, está la construcción de la base de la definición moderna de las seis las funciones trigonométricas en el círculo unitario. 15 Abul-WEFA (940-998), quien fue también uno de los primeros en construir una tabla de tangentes, pero fueron de poco uso hasta que las tablas de navegación fueron calculadas en el siglo XV 16 Georg Joachim Rheticus (1514-1576) o simplemente se le encuentra citado como Rheticus, quien estudió con Copérnico y se convirtió en su primer discípulo. 17Albatenio (858 a.C- 929 a.C). Conocido en Europa como Albategnius, nacido en Battan, Mesopotamia. 18 Thomas Fincke (1561-1646), un matemático danés, la usó en su Geometría Rotundi, hasta entonces, la mayoría de los europeos escritores todavía utilizan términos de reconocimientos de sombra: umbra recta ("sombra recta") de la sombra horizontal por un gnomon vertical, y viceversa umbra ("se volvió la sombra") para una sombra vertical, emitidos por un gnomon fijado a la pared. La palabra "Cotangens" fue utilizada por primera vez por Edmund Gunter en 1620. Capítulo II ____________________________________ 22 Figura 12: 𝐴𝐵 = 2𝑟𝑠𝑒𝑛𝛼𝐶𝐷 = 2𝑟 𝑡𝑎𝑛 𝛼 A través de las traducciones al árabe de los textos griegos e hindúes, conocimientos de álgebra y trigonometría se extendieron gradualmente a Europa. Fue a través de la exposición de Leonardo Fibonacci de los números hindú-arábigos en su Liber Abaci (1202) que el sistema decimal, finalmente se desarrolló en Europa. Las primeras tablas trigonométricas con el nuevo sistema se calcularon alrededor de 1460 por Georg von Peuerbach19. Pero fue su discípulo Johann Müller20, quien escribió la primera evaluación que trata de trigonometría hasta la fecha: De trianguliso omnímo dislibri quinqué ("de los triángulos de todo tipo en cinco libros, 1464 a.C). En ella desarrolló el tema a partir de conceptos geométricos básicos lo que conduce a la definición de la función seno, que mostró entonces la forma de resolver cualquier triángulo plano o superficial, utilizando el seno de un ángulo o el seno de su complemento (el coseno). La Ley de los senos se dice aquí en forma verbal, por lo que es la regla para encontrar el área de un triángulo, 2/)( senabA . Cabe aclarar que la función tangente está ausente, posiblemente porque el principal objetivo del trabajo era la esfera trigonométrica, donde la función seno es dominante. De Triangulis fue la obra más influyente en la trigonometría en su tiempo, una copia de la misma llegó a Copérnico, que lo estudió a fondo. Sin embargo, pasaría un siglo más para que la palabra "trigonometría" apareciera en un título de un libro: Trigonometriaesive de dimensione triangulorum libri quinqué (la trigonometría, o en relación con las propiedades de los triángulos, en cinco libros) de Bartholom Pitiscusaus21, apareció en Frankfurt en 1595. Esto nos lleva al principio del siglo XVII, cuando comenzó la trigonometría a tener el carácter analítico. La trigonometría analítica Una de la de las razones para el surgimiento de la trigonometría analítica en la primera mitad del siglo XVII, tiene su fundamento en la necesidad de utilizar las matemáticas en la descripción del mundo físico. Los inventores de la trigonometría clásica estaban principalmente interesados en aplicarla a los cielos (de ahí el predominio inicial de la trigonometría esférica). En Inglaterra, en la primera mitad el siglo XVII, John Napier, William Oughtred y John Wallis, hicieron contribuciones sustanciales a la trigonometría. John Napier22 ayudó con los cálculos numéricos, William Oughtred23 fue el primero en intentar un uso sistemático de símbolos trigonométricos y en su obra 19Georg von Peuerbach (1423 a 1461). Fue un astrónomo, austriaco. Fue uno de los primeros precursores en Europa del heliocentrismo. 20 Johann Müller (1436-1476), conocido como Regiomontano, porque nació en Königsberg, que en alemán significa "la montaña real". 21 Bartholom Pitiscusaus (1561-1613), un alemán clérigo, cuyo principal interés era la matemática. 22 John Napier (1550-1617) con su invención de los logaritmos en 1614. 23 William Oughtred (1574-1660). Ministro anglicano nacido en Inglaterra que se dedicó en vida a la Matemática, la Astronomía, la Gnomónica. Fue el primero que empleó la letra griega π (pi) como símbolo del cociente entre las longitudes de una circunferencia y su diámetro. Utilizó las abreviaturas s, t, se, s co, t co, y compara seno, tangente, secante, coseno ("seno complemento"), cotangente, y cosecante, respectivamente. https://es.wikipedia.org/wiki/Astronom%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Austria https://es.wikipedia.org/wiki/Europa https://es.wikipedia.org/wiki/Heliocentrismo https://www.ecured.cu/Inglaterra https://www.ecured.cu/Vida https://www.ecured.cu/Matem%C3%A1tica https://www.ecured.cu/Astronom%C3%ADa https://www.ecured.cu/Gnom%C3%B3nica https://www.ecured.cu/Letra https://www.ecured.cu/S%C3%ADmbolo https://www.ecured.cu/Longitud https://www.ecured.cu/Circunferencia https://www.ecured.cu/Di%C3%A1metro Capítulo II ____________________________________ 23 Trigonometrie, o Themanner of Calculating the Sides and Angles of Triangles, byte Mathematical Canon demostred (1657) (la manera de calcular los lados y ángulos de los triángulos, por el Canon Matemáticas). Por su parte John Wallis24, fue el primero en dar un tratamiento de las secciones cónicas como ecuaciones de segundo grado en lugar de objetos geométricos, como los griegos lo habían hecho. La trigonometría en resolución de triángulos y mecánica Galileo (1564-1642) descubrió que cada movimiento se puede descomponer en dos componentes a lo largo de dos líneas perpendiculares y que estas componentes pueden ser tratadas de forma independiente una de otra, e hizo la trigonometría indispensable en el estudio del movimiento. La ciencia de la artillería en el siglo XVII era considerada una ciencia que se refiere principalmente a la búsqueda del alcance de un proyectil disparado desde un cañón. Otra rama de la mecánica estudiada en los siglos XVII y XVIII fueron las oscilaciones. La navegación de la época exigía cada vez técnicas más precisas para viajar. Christian Huygens25 descubrió el péndulo cicloidal, cuyo periodo de oscilación es independiente de la amplitud, mientras que el trabajo de Robert Hooke26 en el resorte enroscado sentó las bases para el moderno reloj accionado por cuerda. En otro nivel, el incremento de la habilidad y sofisticación en la fabricación de instrumentos musicales de viento, de bronce para instrumentos como el teclado y órganos motivaron a los científicos a estudiar las vibraciones del sonido que producen los cuerpos tales como los platillos, las membranas, campanas y tubos de aire. Todo lo mencionado subraya el papel de la trigonometría en la descripción de fenómenos periódicos y dio lugar a un cambio en el énfasis del cálculo de la trigonometría (la compilación de tablas) para las relaciones entre las funciones trigonométricas, la esencia de la trigonometría analítica. Estos desarrollos movieron a la trigonometría aún más lejos de su conexión original con un triángulo. El primero en definir las funciones trigonométricas como números puros, en lugar de relaciones de un triángulo, fue Abraham Gotthelf Kâstner27 que en 1759 escribió, en Mathematische Anfangsgründe (volumen 3): “Si x denota el ángulo expresado en grados, entonces las expresiones sen x, cos x, tang x, etc. son números, que corresponden a cada ángulo”. 24 John Wallis (1616-1703) trabajó en la serie infinita que es el antecedente a los descubrimientos de Newton en el mismo terreno. 25Christian Huygens (1629-1695). Físico y astrónomo holandés. Fue el físico más influyente de la segunda mitad del siglo XVII, aparte de Newton. 26 Robert Hooke (1635-1703). Fue un científico inglés. Es considerado uno de los científicos experimentales más importantes de la historia de la ciencia. 27 Abraham Gotthelf Kâstner (1719-1800) de Alemania. Estudió leyes, filosofía, física, matemáticas y metafísica. Capítulo II ____________________________________ 24 En su trabajo Théorie analytique de la chaleur (Teoría analítica de calor) Jean Baptiste Joseph Fourier28 demostró que cualquier función, cuando se le considera como una función periódica en un intervalo dado, puede ser representado por una serie trigonométrica de la forma ...32...3cos2coscos)( 3213211 xsenbxsenbsenxbxaxaxaaxf donde ii bya los coeficientes y se puede encontrar a partir de 𝑓(𝑥) por el cálculo de ciertas integrales. Esta serie de Fourier es, en algunos aspectos, más general que el familiar polinomio de Taylor (desarrollo de Taylor) de una función en una serie de potencias. Por ejemplo, mientras la serie de Taylor se puede aplicar únicamente a las funciones que son continuas y tienen derivadas continuas, la serie de Fourier puede existir incluso si es discontinua. El teorema deFourier marca uno de los grandes logros del siglo XIX en análisis. Esto demuestra que las funciones seno y el coseno son esenciales para el estudio de todos los fenómenos periódicos. El teorema de Fourier más tarde fue generalizado a funciones no periódicas. 2. Importancia de la enseñanza de la Trigonometría en la Escuela Secundaria La trigonometría se ha desarrollado y ha evolucionado para dar respuesta a diversas situaciones del mundo que nos rodea. Así se fue convirtiendo en una herramienta fuertemente utilizada para la construcción de modelos en distintas disciplinas. Hemos sintetizado los cambios que sufrieron los distintos conceptos que forman parte del campo de la trigonometría. Las civilizaciones de Mesopotamia han utilizado la trigonometría, asociada a la geometría, para satisfacer necesidades relacionadas a los cambios de estación, para el cálculo de áreas de figuras, para estudiar constelaciones, entre otras. “La división del círculo en 360 grados se relaciona con los primeros calendarios, si bien pronto notaron que el año debía tener poco más de 365 días” (Pinasco, 2009:13). Los conocimientos relativos a la trigonometría, han llegado desde diversas culturas. Desde los Babilónicos, los saberes se transmitían desde la oralidad, de generación en generación. En las tablillas de arcillas halladas, como Plimpton 322, encontramos las primeras documentaciones sobre la trigonometría. Es decir, que la utilización de la escritura cuneiforme permitió que se empezaran a llevar registros.29 Luego, los papiros permitieron que las explicaciones puedan ser más extensas y detalladas, un ejemplo de esto es el papiro de Rhind30, que data del año 1650 a.C., pero los conocimientos que aparecen en él, podrían remontarse al año 3000 a.C. Los pueblos mesopotámicos han sido constantemente invadidos por las riquezas de sus territorios, que 28Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830). Matemático y científico francés. Elaboró un método matemático para determinar la conducción del calor mediante la descomposición de funciones periódicas en series trigonométricas convergentes. 29 Excavada de forma ilegal hacia el año 1920 en las Ruinas de la ciudad de Larsa. Terminó en manos de un editor neoyorquino, George Arthur Plimpton y donada a la Universidad de Columbia en 1936, a su muerte. Corresponde el número 322 a su número de catálogo. 30 Actualmente se encuentra en el Museo británico de Londres. Debe su nombre al escocés Henry Rhind. Capítulo II ____________________________________ 25 se encontraba “entre ríos”. De esta manera, sus producciones científicas han sido apropiadas y retomadas por otras civilizaciones. Luego de un milenio, podemos situarnos en la civilización griega, donde no existen datos que verifiquen los saberes: “suele aún hablarse de ´milagro griego´, expresión que encierra la idea de un surgimiento de la ciencia, del arte y de la filosofía como de la nada, por generación espontánea” (Rey Pastor y Babini, 1985:39). En el siglo IV a.C., podemos identificar las dos escuelas filosóficas más importantes, donde impartían conocimientos a los diferentes discípulos: la Academia, cuyo fundador es platón en 387 a.C. y el Liceo, fundado por Aristóteles en el año 335 a.C. Entrando en el siglo VII d.C., la región mesopotámica, fue conquistada por musulmanes y quedó integrada dentro de la civilización árabe. En los s. VI y X de nuestra era, los astrónomos indios empezaron a usa no ya la cuerda del arco, sino la mitad de la cuerda del arco doble, que es la función que nosotros llamamos seno. Los árabes adoptaron esto, que simplificó mucho las fórmulas trigonométricas; las perfeccionaron y luego las transmitieron a Europa juntamente con el álgebra a partir del siglo XII. Tuvo como centro de apogeo a España (Córdoba, Toledo y Barcelona) (El mundo de la matemática, 1975:245) Posteriormente, y bajo los movimientos intelectuales del Renacimiento, se abrieron los centros de estudios en ciudades de Europa medieval, especialmente en Italia. En el siglo XVII se comenzó a formalizar el traspaso de conocimientos, entendiendo a la educación con un objeto de estudio. Jon Amós Comenius (1592-1670) sentó las bases para la conformación de los sistemas educativos. Comenio escribió su Didáctica Magna en 1627, y es considerada una obra que echó los cimientos de toda pedagogía sistemática. Este recorrido sobre la enseñanza de la matemática, nos permitió mostrar cómo se llegó a lo que actualmente es. Sin embargo, nos proponemos contar qué ocurrió en nuestro país. Un tiempo después de la llegada de los españoles en el año 1492, comenzaron los estudios en matemática, los cuales sólo eran propios para los claustros jesuíticos. Se conocen los nombres de los sacerdotes Buenaventura Suárez (1679- 1750) que estableció un observatorio astronómico, y además de astrónomo fue geógrafo y matemático. Hizo cálculos que les permitieron elaborar tablas con las posiciones exactas de las treinta misiones jesuíticas del Paraguay y trazar mapas de la zona. Fabricó globos terráqueos y celestes, construyó un reloj sola y varios instrumentos de medición. Elaboró también un calendario. (Fernández Stacco, 2011:2) En el año 1613, en Córdoba se creó un colegio, que luego fue Universidad, en donde la enseñanza de la matemática comenzó en 1809 de la mano de Carlos O’Donell. Luego de la Revolución de Mayo (1810), Manuel Belgrano (1770-1820) hizo crear una escuela de matemáticas, cuyo objetivo era formar a oficiales. En 1813 se crea una academia, donde además de matemática, debían enseñar arquitectura civil y naval. Utilizaban textos Capítulo II ____________________________________ 26 de Lagrange para trigonometría, por lo cual podemos inferir que la matemática argentina tuvo gran influencia de la escuela francesa. En 1820 la universidad de Córdoba pasa a ser de la provincia, y se comenzó en 1822 a enseñar trigonometría esférica. En 1836, Juan Manuel de Rosas (1793-1877) autorizó una cátedra de matemática en un colegio Jesuita. En 1863 se creó el Colegio Nacional de Buenos Aires, donde sus programas estaban compuestos por trigonometría rectilínea y esférica, entre otros contenidos. En 1869 y 1873, son creados el colegio militar y la escuela Naval militar, respectivamente, donde se enseñaban matemática a nivel de las escuelas Secundarias. Hasta el momento, la educación estaba dada para las futuras elites dirigentes31. La sanción de la ley 1420 en el año 1884 fue la que marcó un hito en la educación argentina, pues la educación debía ser gratuita, obligatoria y laica. La escuela pasó a ser el lugar donde los hijos de todos los inmigrantes podrían recibir los conceptos patrióticos, incluyéndolos como integrantes de la nueva nación, generando lazos de hermandad entre los descendientes de españoles, italianos, alemanes, suizos y demás. Durante los gobiernos comprendidos entre 1946 y 1955 se amplió la matrícula en los colegios, de manera que se garantizaba el acceso a toda la clase media a la enseñanza secundaria y superior. Desde mediados del siglo XX se desarrolló la enseñanza técnica, basada en un nuevo modelo de educación para lo que respecta el trabajo, de manera que se introdujo a partir del año 1960, nuevas ideas pedagógicas de educar para que todas aquellas clases oprimidas. Posteriormente, se producen cambios en los programas, acompañados por las reformas educativas desde la Ley Federal de Educación N°24.195 sancionada en 1993, hasta lo que actualmente nos proponen los Núcleos de Aprendizaje Prioritarios y los Diseños Curriculares, enmarcados en la Ley de Educación Nacional N°26.206 y la Ley de Educación provincial N°13.688. Aquí la trigonometría forma parte de la escolaridad secundaria como conocimiento prioritario.31 Se entiende por elite dirigente, aquellos hijos de familias prestigiosas del país que continuarían con el legado de sus familias. Capítulo III ____________________________________ 27 CAPÍTULO 3 MARCO TEÓRICO Y METODOLOGÍA DESARROLLADA 1. Marco teórico En este trabajo se utiliza como referencial teórico la Teoría Antropológico de lo Didáctico, en adelante TAD (Chevallard, 1997, 1999, 2000, 2002a, 2002b, 2007). La TAD ha construido instrumentos teóricos para analizar la enseñanza de la matemática. En este capítulo nos centraremos en describir los aspectos fundamentales de esta teoría que han resultado base para el desarrollo de este trabajo, vinculando y ejemplificándolos con aspectos básicos de la trigonometría, situándonos en el ámbito de la Escuela Secundaria en la actualidad. La Teoría Antropológica de lo didáctico: conceptos elementales La TAD sitúa la actividad matemática, y en consecuencia la actividad del estudio en matemática dentro del conjunto de actividades humanas y de instituciones sociales (Chevallard, 1999). Esta teoría parte del principio que el saber matemático se construye como respuesta al estudio de cuestiones problemáticas, apareciendo, así como el resultado (o producto) de un proceso de estudio. Este proceso, en cuanto actividad que conduce a la (re) construcción de conocimiento matemático, forma parte de la actividad matemática. La TAD admite que toda actividad humana regularmente realizada puede describirse con un modelo único, que se resume con la palabra de praxeología. De esta manera, el saber aparece organizado en dos niveles: la praxis, referente al saber-hacer, constituida por tipos de tareas ( ) y las técnicas ( ) que se construyen y utilizan para abordarlos; el logos, referente al saber, que consta de una tecnología ( ) cuya función es describir, explicar y justificar la praxis, y una teoría ( ) para fundamentar la tecnología. Esto da origen a la noción de praxeología (Figura 13): Figura 13: definición de praxeología según sus componentes. iT i Capítulo III ____________________________________ 28 A continuación, describimos cada uno de los componentes de una praxeología y proponemos algunos ejemplos relativos a la Trigonometría: Tareas/Tipos de tarea: una tarea (y el tipo de tarea asociado) se expresa generalmente por un verbo y supone un objeto preciso. Así tarea puede ser un ejercicio, un problema, una pregunta, etc. y los tipos de tareas son un grupo de tareas que comparten una manera de hacer. Ejemplos de tipos de tareas serían: T1: calcular los puntos de intersección entre las funciones 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑠𝑒𝑛 (𝑏𝑥 + 𝑐) y 𝑔(𝑥) = 𝑑𝑐𝑜𝑠 (𝑒𝑥 + 𝑓) definidas en ℝ, en un intervalo cerrado [r1,r2]. (Aquí un ejemplo de una tarea específica, sería: t: calcular los puntos de intersección entre las funciones 𝑓(𝑥) = 2𝑠𝑒𝑛 (3𝑥 + 𝜋 2 ) y 𝑔(𝑥) = 3𝑐𝑜𝑠 (2𝑥 + 𝜋 2 ) definidas en ℝ, en un intervalo cerrado [0, 2π) T2: calcular el lado faltante de un triángulo no rectángulo, conociendo dos lados y sus respectivos ángulos agudos. Técnicas: maneras de realizar un tipo de tarea. Siguiendo con los ejemplos anteriores, una técnica 𝜏𝑖 asociada a la tarea Ti podría ser: 𝝉𝟏: igualar las ecuaciones en el intervalo cerrado [r1,r2] f(x)= 𝑎𝑠𝑒𝑛 (𝑏𝑥 + 𝑐) y g(x)= 𝑑𝑐𝑜𝑠 (𝑒𝑥 + 𝑓), y resolver. 𝝉𝟐: representar gráficamente mediante un triángulo la situación planteada y resolver el triángulo formado usando el teorema del coseno. Tecnología: es un discurso que intenta justificar de manera racional la técnica 𝜏, para asegurarse que ésta permita realizar los tipos de tareas. Por ejemplo: 𝜽𝟐: Teorema del coseno: Dado un triángulo ABC, siendo α, β, γ, los ángulos, y a, b, c, los lados respectivamente opuestos a estos ángulos entonces. 𝑐2 = 𝑎2 + 𝑏2 − 2. 𝑎. 𝑏. cos 𝛾 𝑎2 = 𝑐2 + 𝑏2 − 2. 𝑐. 𝑏. cos 𝛼 𝑏2 = 𝑎2 + 𝑐2 − 2. 𝑎. 𝑐. cos 𝛽 Figura 14: Teorema del coseno. Capítulo III ____________________________________ 29 Teorías: La teoría juega el mismo papel frente a la tecnología , que el que la tecnología juega frente a la técnica τ. Siguiendo con nuestro ejemplo, podemos considerar 2: Teoría de funciones. Sin embargo, es importante mencionar en este punto, que la justificación de la tecnología no forma parte de la institución escuela secundaria. En investigaciones desarrolladas en la comunidad de la TAD (Gascón, 2003 y Otero, et al., 2013) se ha concluido que en el nivel de la escolaridad secundaria las praxeologías que se estudian pueden contener diversas técnicas para llevar a cabo un tipo de tarea, pero se encapsulan en un único tipo de tecnología que no es justificada. Se observa que, alrededor de un tipo de tareas, se encuentra una terna formada por técnicas, tecnologías y teorías. Chevallard (1999) introdujo la distinción de diferentes tipos de praxeologías, según el grado de complejidad de sus componentes (Figura 15): Praxeologías puntuales: si son generadas en la institución como único tipo de tareas que tienen un único tipo de técnica asociada. Esta noción está definida a partir del bloque [T/τ]. Praxeologías locales: surgen de la integración de distintas praxeologías puntuales. Cada una está caracterizada por una tecnología θ común. Praxeologías regionales: se obtiene mediante la coordinación, articulación e integración, alrededor de una teoría Θ, de diversas praxeologías locales. Praxeologías globales: surge agregando varias praxeologías regionales a partir de la integración de diferentes teorías. Figura 15: tipos de praxeologías. Capítulo III ____________________________________ 30 Es importante destacar que esta distinción tiene relatividad institucional, es decir, lo que en una institución puede clasificarse como praxeología local, puede ser considerarse como puntual en otra institución. La condición antropológica de esta teoría se basa en que el ámbito de la didáctica no se restringe a la institución escolar, sino que se amplía a todas las instituciones sociales que involucran procesos de difusión de praxeologías que pueden ser matemáticas o no (Otero, et.al, 2013). Estas están definidas en la escala de niveles de codeterminación didáctica. Humanidad → Civilización→ Sociedad → Escuela → Pedagogía →Disciplina → Dominio → Sector → Tema → Cuestión Así, para explicar las razones de la difusión o no difusión institucional de ciertas praxeologías es necesario analizar los orígenes del conocimiento matemático (niveles inferiores de la escala) y también niveles superiores como por ejemplo a nivel de la institución o la sociedad (Íbid, 2013). En los niveles superiores de la escala, se encuentra la noósfera (Chevallard, 1991), que es el sector de la sociedad donde se piensa el funcionamiento didáctico y se producen por ejemplo los Diseños Curriculares y los libros de texto escolares, que son parte del análisis que realizamos en este trabajo. En el nivel escuela, considerando el contexto de este trabajo, se encuentra la EES N°2, institución en la que basamos el estudio 3. Posteriormente, identificamos en el nivel disciplina a la matemática, mientras que el dominio corresponde a la trigonometría. De esta escala, se distingue también que en la enseñanza actual las cuestiones (preguntas) están ausentes y son sustituidas por respuestas (Chevallard, 2012) (figura 16). Figura 16: niveles de co-determinación. La desaparición de las preguntas es una de las causas principales de los fenómenos didácticos que Chevallard (2004, 2007, 2013a) ha definido como pérdida de sentido y monumentalización del saber. Estos fenómenos son propios de una de una enseñanza Capítulo III ____________________________________ 31 caracterizada por el hecho de que el saber se estudia como un fin en sí mismo,carente de sentido y de utilidad. El paradigma monumentalista está caracterizado por mostrar el saber, como si fuera una obra en un museo: estática, terminada, “muerta” (Chevallard, 2004). Esto produce en el profesor una obligación inevitable: el profesor debe explicar, describir, “mostrar” con claridad, etc. Se sobredimensiona su figura por sobre los alumnos, al mismo tiempo, que se reduce el lugar de los estudiantes al de reproductores, espectadores y “visitantes de la obra”. Los conocimientos expuestos “como monumentos” son respuestas a preguntas ocultas, sin que se reconozca la necesidad de remitir a su origen, a su utilidad, a su razón de ser, a su por qué o para qué. La TAD ha iniciado hace más de quince años un camino en pos de introducir cambios en la forma de hacer matemática en la escuela. Este cambio, requiere de una modificación de gran porte, y consistiría en un cambio de paradigma: reemplazar el monumentalismo por otro paradigma, el de la investigación y de cuestionamiento del mundo (Chevallard 2004, 2007, 2013). En este “nuevo” paradigma (que aún es emergente) existe un gran peso en el planteamiento de preguntas. Así, el saber es entendido como la respuesta a una pregunta matemática que tiene sentido para la comunidad de estudio, una pregunta “fuerte”, que para ser respondida requerirá de la elaboración de respuestas a otras preguntas derivadas que conllevan al estudio de diversos saberes matemáticos e incluso de otras disciplinas, promoviendo así un estudio funcional de los conocimientos en juego. La nueva pedagogía, podría incorporarse en las aulas a partir de nuevos constructos didácticos llamados Actividades de Estudio e Investigación (AEI) y Recorridos de Estudio y de Investigación (REI) (Chevallard, 2004, 2007, 2013) que fueron desarrollados para enfrentar los fenómenos didácticos propios del monumentalismo, pero el estudio y desarrollo de estos dispositivos no forman parte de este trabajo, aunque podrían formar parte de estudios posteriores. La enseñanza de la trigonometría en la Escuela Secundaria no es ajena a todo lo anterior y presenta diversos obstáculos y problemas. Suele ocurrir que la explicación de saberes aislados, descontextualizados, que no responden a nada y no tienen una utilidad aparente, dan lugar al desinterés de los alumnos. Esto podría identificarse en las prácticas cotidianas de la institución educativa del Nivel Secundario. En los capítulos siguientes profundizaremos este análisis. Capítulo III ____________________________________ 32 2. Metodología Desarrollada La investigación es de tipo cualitativa descriptiva. Se busca analizar y describir cómo es la enseñanza de la trigonometría en la Escuela Secundaria en la actualidad. Para ello realizamos tres estudios: - Estudio 1: Estado del arte. Se recopilaron y analizaron N=49 investigaciones referidas al tema considerado. Esto permitió conocer qué tipos de estudios se han realizado sobre el aprendizaje y la enseñanza de conceptos trigonométricos en diferentes niveles educativos. - Estudio 2: Análisis y descripción de los Diseños Curriculares de Matemática para la Educación Secundaria en la provincia de Buenos Aires (DCCyE, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011). Nos permitió identificar las principales praxeologías de trigonometría que se proponen para ser estudiadas en nuestra provincia. - Estudio 3: Enseñanza de la trigonometría en la Escuela de Educación Secundaria N°2 de la ciudad de Mar del Plata. Consta de dos partes: - Parte 1: Análisis y descripción de los programas de estudio que diseñan y utilizan los profesores en la EES N°2. Nos permite conocer qué conceptos vinculados a la trigonometría son considerados relevantes para estudiar en este establecimiento educativo y cómo se proponen para ser enseñados. - Parte 2: Análisis y descripción de los textos escolares de la EES N°2 de Mar del Plata. Este análisis nos permite conocer las praxeologías que se proponen para estudiar en este establecimiento e identificar sus componentes. Capítulo III ____________________________________ 33 Con el estudio 1 se pretende abordar el primer objetivo: Analizar y describir la enseñanza actual de la trigonometría en la Escuela Secundaria. Se recopilaron un total de N=49 investigaciones que reportan trabajos que abordan la trigonometría desde diferentes perspectivas, tomando en cuenta su enseñanza y su aprendizaje, desde diferentes teorías didácticas y cognitivas y proponiendo su enseñanza desde diversos abordajes matemáticos. Las investigaciones encontradas y seleccionadas fueron desarrolladas mayoritariamente en Latinoamérica, de las cuales cinco en Argentina. La búsqueda se centró en textos en español y la recopilación se basó en fuentes de información confiables como trabajos de tesis, trabajos de grado y posgrado en las bibliotecas de las Universidades, artículos de carácter científico, en diversas revistas a través de una búsqueda especializada en bases de datos, como Google Académico y bibliotecas virtuales, como así también libros y publicaciones científicas en Editoriales reconocidas para garantizar la validez del material. Para analizar y describir los diferentes textos recopilados se elaboró la Tabla 1. En ella se sintetiza el título y tipo de cada investigación, el autor, su año y lugar de publicación, como también un breve resumen de las mismas y un enlace que nos permite leerlas en su totalidad (VER ANEXO I) y que permitió posteriormente clasificarlas de acuerdo a los objetivos propuestos de cada una. Tabla 1: Investigaciones recopiladas que abordan la Trigonometría. Título Autor Año Lugar Resumen Tipo de Publicación Disponible en Por otro lado, nuestro trabajo pretende analizar los tipos de praxeologías propuestas alrededor de la Trigonometría en la Escuela Secundaria, que en nuestro sistema educativo se rigen a partir del Diseño Curricular (en adelante DC). Con foco en el segundo objetivo: Analizar y describir las praxeologías relativas a la Trigonometría que se proponen en los Diseños Curriculares de Matemática de Secundaria de la provincia de Buenos Aires, se realizó el estudio 2. Aquí describimos las praxeologías que se proponen en el DC, identificando y analizando los tipos de tareas, técnicas y tecnologías asociadas. Además, se precisó que conceptos trigonométricos están presentes en los DC de Secundaria, se identificó en qué ejes temáticos se encontraba la trigonometría (por ejemplo, Geometría y Magnitudes, Geometría y Álgebra y Álgebra y Funciones) y se tuvieron en cuenta los objetivos planteados en relación a las tareas que allí se proponen. De esa manera se identificaron tipos de tareas prototípicas, técnicas y tecnologías asociadas, que se identificaron con la nomenclatura expuesta a continuación: 𝑇𝑛 𝑘: Los tipos de tareas, enumeradas por su aparición (n), correspondiente al Diseño Curricular de k año. 𝜏𝑛 𝑘: Las técnicas asociadas para cada tipo de tareas 𝑇𝑛 𝑘, manteniendo relación con el subíndice n. 𝜃𝑛 𝑘: Las tecnologías que justifican el funcionamiento de las técnicas 𝜏𝑛 𝑘. Θ𝑛 𝑘 : Las teorías que justifican las tecnologías 𝜃𝑛 𝑘. Capítulo III ____________________________________ 34 Finalmente, con el estudio 3, nos ocupamos de nuestro tercer objetivo: Analizar y describir, en término de praxeologías, los programas de estudio de los profesores de matemática de la Escuela de Educación Secundaria N°2 “Teniente Félix Origone” de la ciudad de Mar del Plata, provincia de Buenos Aires y los textos escolares que estos profesores utilizan para enseñar. Se analizaron los programas elaborados por los docentes de la EES N°2 (ANEXO II.a). Además, se analizaron N=13 libros de matemática (ANEXO III.b), que son indicados por los profesores en las referencias bibliográfica de los programas, como aquellosque utilizan para enseñar. Estos libros, se encuentran disponibles en la biblioteca escolar. El motivo de analizar los libros se debe a que los profesores de la institución trabajan en sus clases con actividades extraídas de ellos e incluso son utilizados en el aula. Se elaboró una tabla que sintetiza las principales praxeologías que es encuentran en cada libro analizado (Tabla 2). En la primera columna se coloca un número de referencia del libro. En la segunda, los géneros de tarea identificados en las actividades propuestas, luego los tipos de tareas, seguidos por las técnicas propuestas para resolver a cada tipo de tarea, y la tecnología asociada. Finalmente, en la última columna, se presenta un ejemplo de tarea específica extraída del libro. (VER ANEXO II.b). Tabla 2: Análisis praxeológico de los textos escolares. N° de libro Género de tareas Tipo de Tareas (T) Técnicas (𝝉) Tecnología (𝜽) Ejemplos de Tareas El análisis conjunto de los resultados obtenidos en los estudios 1, 2 y 3, nos permitieron reflexionar sobre algunos lineamientos para promover una enseñanza funcional de la trigonometría en la EES N°2 “Teniente Félix Origone” escuela secundaria de Mar del Plata, los cuales consideramos podrían extenderse a cualquier otra institución secundaria. En la Figura 17, se presenta un esquema de síntesis del trabajo desarrollado, que articula las preguntas, los objetivos y el problema abordado. Capítulo III ____________________________________ 35 Figura 17: esquema sobre objetivos y preguntas de investigación. Capítulo IV ____________________________________ 36 CAPÍTULO 4 ESTUDIO 1: ESTADO DE ARTE En este capítulo se pretende abordar el objetivo 1: elaborar un estado del arte relativo a la enseñanza y aprendizaje de la Trigonometría. Se realizó un análisis documental de diferentes trabajos de investigación relacionados a la Trigonometría. Se recopilaron 49 (cuarenta y nueve) investigaciones desarrolladas en distintos niveles educativos. Estas investigaciones están detalladas en la Tabla 1 que se encuentra en el ANEXO I de este trabajo. Presentamos en este apartado una clasificación de todas ellas que nos permite sintetizar los principales resultados y aportes realizados hasta el momento. 1. Clasificación de las investigaciones analizadas Se identificaron tres grandes grupos, de acuerdo al enfoque adoptado por las investigaciones: IT-1: Investigaciones realizadas desde un enfoque didáctico. En este grupo se encuentran las investigaciones que se ocupan de analizar qué ocurre con la enseñanza de la trigonometría, proponer dispositivos didácticos y/o realizar implementaciones de diferentes propuestas en clases de matemática en distintos niveles educativos. IT-2: Investigaciones realizadas desde un enfoque cognitivo. Aquí se agrupan las investigaciones que se enfocan en el aprendizaje de la trigonometría. Analizan cómo los estudiantes adquieren los conocimientos relativos a este campo de conocimiento y cuáles son las principales dificultades. IT-3: Investigaciones realizadas desde un enfoque epistemológico. En esta clasificación se encuentran las investigaciones que se encargan de analizar la trigonometría desde una concepción enfocada en el conocimiento mismo. IT-1: Investigaciones realizadas desde un enfoque didáctico. En este grupo identificamos N= 35 investigaciones. Entre éstas, predominan trabajos que se basan en desarrollar, analizar y evaluar propuestas didácticas que tienen como objetivo mejorar la enseñanza. Un total de 27 de estas investigaciones son trabajos de campo que implementan y analizan dispositivos llevados a cabo en el aula, mientras que 8 de los trabajos se basan en propuestas de enseñanza -sin testeo en aulas-. Dentro de las investigaciones que realizaron la implementación de algún dispositivo de enseñanza, identificamos 22 que lo hicieron en el Nivel Secundario o Bachillerato y 5 en el Nivel Superior, sea de carácter terciario o universitario. En lo que respecta al Nivel Secundario, encontramos 7 investigaciones realizadas en el ciclo Básico (estudiantes de entre 12 y 14 años) y 15 en el ciclo Superior (estudiantes de entre 15 y 18 años). Capítulo IV ____________________________________ 37 Rueda Upegui (2012) identifica las problemáticas de la enseñanza de la trigonometría en un estudio de casos con estudiantes de Enseñanza Media, en el nivel superior. El propone una serie de estrategias para la elaboración de actividades relacionadas a las razones trigonométricas, basadas en el uso de manipulativos, como elementos de geometría, calculadoras; que les permitirá a los alumnos contextualizar abstracciones de conceptos matemáticos y entenderlos de una manera distinta. En sus resultados muestra que el trabajo con manipulativos es pertinente cuando se requiere romper la tendencia común de enseñanza de la trigonometría y se enfoca en la exploración o experimentación, donde se pone de manifiesto unas condiciones que involucran la participación activa de todos los estudiantes en búsqueda de una aproximación a las razones trigonométricas. Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) también son incorporadas en diversas propuestas de enseñanza de la trigonometría. En algunos casos se propone el uso de calculadoras (Tiria Rodríguez, Hernández Ortiz y Monroy Becerra, 2013; San Martín Sicre, 2003) y en otros, de software educativos (Fiallo Leal (2010) y Díaz Lozano, Haye y Macías (2011)). Tiria Rodríguez, Hernández Ortiz y Monroy Becerra (2013) realizaron en sus pasantías en Colombia, un desarrollo histórico de la trigonometría desde la época griega hasta la actualidad tomando como eje central la proporcionalidad, basados en la metodología de resolución de problemas utilizando calculadoras. Entre sus resultados los autores destacan que la metodología utilizada en el aula, rompe con el esquema de la enseñanza tradicional al cual se ha acostumbrado la mayoría de las instituciones colombianas, ya que encamina al estudiante a ser una persona autónoma y responsable de la construcción de su propio conocimiento. En esta línea, San Martín Sicre (2003) toma como referencial la Teoría de la Transposición Didáctica (Chevallard, 1989) en su trabajo realizado en tercer año de la Escuela Secundaria, donde propone el uso de las calculadoras científicas para aplicar a las definiciones de seno, coseno y tangente de un ángulo agudo. El propósito de su implementación en el aula radica en convertir al alumno en un actor, consiste en involucrarlo en la construcción (por construcción debe entenderse “estimación aproximada”) de una tabla de senos. Ambas investigaciones muestran que el trabajo con calculadoras da paso al estudiante a la formulación de una serie de preguntas que aportan al proceso crítico- reflexivo de su formación; haciéndolo autónomo en el trabajo matemático, alejándose de la enseñanza tradicional donde el profesor es el único responsable del conocimiento. Fiallo Leal (2010) afirma que los libros de textos adoptan tendencias tradicionales, basadas en explicar conceptos, propiedades importantes y aplicaciones. Es por esto que presenta una propuesta sobre razones trigonométricas, basada en las posibilidades que ofrecen las nuevas tecnologías, mediante un Software de Geometría Dinámica (SGD). Un aspecto importante de esta propuesta es que los propios estudiantes, sin demasiada intervención del profesor son los que “descubren” dichos conceptos y propiedades. Esto Capítulo IV ____________________________________ 38 los motiva a querer saber por qué son verdaderos y el SGD les proporciona los elementos necesarios para que encuentren dichas respuestas y para explorar y experimentar con objetos y relaciones geométricas y numéricas (Fiallo Leal, 2010). Es evidente el
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