Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
1 LICENCIATURA EN EDUCACIÓN MATEMÁTICA TIC en la escuela secundaria: Una propuesta de enseñanza conjunta de programación y matemática 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 Eduardo Mónaco 2022 2 TIC en la escuela secundaria: Una propuesta de enseñanza conjunta de programación y matemática. Eduardo Mónaco Trabajo final realizado bajo la dirección de la Dra. María Paz Gazzola presentada como requisito parcial para la obtención del título de Licenciado en Educación Matemática. Tandil - 2022 3 AGRADECIMIENTOS La realización de esta tesis no hubiese sido posible sin el apoyo incondicional de mis seres queridos que de alguna u otra manera colaboraron en este proceso. Además, quiero agradecer: o A la Universidad Nacional del Centro y a la Facultad de Ciencias Exactas por apoyarme en mi formación profesional. o A mi directora Dra. María Paz Gazzola por su confianza y apoyo intelectual recibido en cada etapa de la investigación. o A los docentes que han pasado por mi vida que me ayudaron a ser la persona y el profesional que soy. 4 ÍNDICE RESUMEN ................................................................................................................... 6 ABSTRACT ................................................................................................................. 7 CAPÍTULO 1 ............................................................................................................... 8 DEMARCACIÓN Y JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO ............................................. 8 Presentación del problema ............................................................................................ 8 Objetivos .................................................................................................................... 10 Objetivo general ...................................................................................................... 10 Objetivos específicos .............................................................................................. 10 Preguntas que abordaremos en este trabajo .................................................................. 11 Metodología ................................................................................................................ 11 CAPÍTULO 2 ............................................................................................................. 14 MARCO TEÓRICO.................................................................................................... 14 1. La Teoría Antropológica de lo Didáctico ................................................................. 14 2. Pensamiento Computacional ................................................................................... 17 3. Scratch .................................................................................................................... 19 4. Programación Orientada a Objetos .......................................................................... 19 5. Programación por bloques ....................................................................................... 20 6. Algoritmo ............................................................................................................... 22 7. Pensar antes de programar ....................................................................................... 22 CAPÍTULO 3 ............................................................................................................. 25 LA UTILIZACIÓN DE LAS TICE EN EL DISEÑO CURRICULAR DE MATEMÁTICAS DE LA PROVINCIA DE BUENOS AIRES ............................... 25 1. Las TICE en el diseño curricular de matemática para la escuela secundaria en la provincia de Buenos Aires....................................................................................... 25 1.1. Eje Números y Operaciones ...................................................................... 28 1.2. Eje Geometría y Magnitudes ..................................................................... 30 1.3. Eje Álgebra y Funciones............................................................................ 31 1.4. Eje Probabilidad y Estadística ................................................................... 32 2. Algunas consideraciones .................................................................................. 33 HACIA LA INCORPORACIÓN DE NUEVAS HERRAMIENTAS EN EL AULA: LA PROGRAMACIÓN Y LA MATEMÁTICA ..................................................... 36 Propuesta de enseñanza: Programación en clases de Matemática ............................. 36 1- Objetivos, Programa utilizado, Escenarios, Objeto .............................................. 36 2. Las Tareas y los escenarios propuestos ................................................................ 37 Tarea 1 ................................................................................................................ 37 5 Tarea 3 ................................................................................................................ 42 Tarea 4 ................................................................................................................ 43 3. Solución y análisis de las tareas ........................................................................... 45 Tarea 1.1 ............................................................................................................. 45 Tarea 1.2 ............................................................................................................. 53 Tarea 1.3 ............................................................................................................. 56 Tarea 2 ................................................................................................................ 58 Tarea 3 ................................................................................................................ 61 Tarea 4 ................................................................................................................ 65 Algunas reflexiones finales ..................................................................................... 73 CAPÍTULO 5 ............................................................................................................. 74 CONCLUSIONES .................................................................................................. 74 CAPÍTULO 6 ............................................................................................................. 77 REFERENCIAS ...................................................................................................... 77 Anexo 1………………………………………………………………………………..79 6 RESUMEN En este trabajo se busca realizar un aporte relativo a la incorporación de herramientas de Tecnología de la Información y la Comunicación como la programación en clases de matemática de la Escuela Secundaria. Se analiza el estado actual de la enseñanza de la matemática con las TIC, tomando como referencia lo propuesto en los Diseños Curriculares de Matemática de la Provincia de Buenos Aires. Para ello se utiliza la Teoría Antropológica de lo Didáctico, particularmente el concepto de praxeología, para identificar y describir los tipos de tareas, las técnicas y las tecnologías asociadas que se proponen en estos documentos, considerando aquellas en las que están involucradas las TIC. Posteriormente, presentamos una posible propuestade enseñanza conjunta de matemática y programación orientada a la Escuela Secundaria Obligatoria (ESO). Además de la TAD, consideramos al denominado Pensamiento Computacional, con el objeto de que las actividades propuestas posibiliten el aprendizaje de ambas disciplinas y propicien habilidades propias de las ciencias de la computación. Se proponen un conjunto de cuatro tareas que implican el uso del Scratch e involucran saberes matemáticos relativos a la trigonometría y saberes de programación básica tales como la noción de algoritmo, tipos de variables, bucles, conectores lógicos, condicionales y procedimientos. Estas actividades serían propicias para generar habilidades como: analizar un determinado problema, enunciado, actividad en cuanto a variables; distinguir cuál es el conjunto en el que están definidas esas variables; dividir un problema en distintos subproblemas; optimizar la cantidad de pasos para realizar un algoritmo; expresar una característica en términos condicionales y reutilizar un algoritmo en otro problema. 7 ABSTRACT This work seeks to make a contribution related to the incorporation of Information and Communication Technology tools such as programming in High School mathematics classes. The current state of mathematics teaching with ICT is analyzed, taking as a reference what is proposed in the Mathematics Curricular Designs of the Province of Buenos Aires. For this, the Anthropological Theory of Didactics is used, particularly the concept of praxeology, to identify and describe the types of tasks, techniques and associated technologies that are proposed in these documents, considering those in which ICTs are involved. Subsequently, we present a possible proposal for joint teaching of mathematics and programming oriented to the Compulsory Secondary School (ESO). In addition to the TAD, we consider the so-called Computational Thinking, so that the proposed activities enable the learning of both disciplines and promote skills of computer science. A set of four tasks are proposed that involve the use of Scratch and involve mathematical knowledge related to trigonometry and basic programming knowledge such as the notion of algorithm, types of variables, loops, logical connectors, conditionals and procedures. These activities would be conducive to generating skills such as: analyzing a certain problem, statement, activity in terms of variables; distinguish which is the set in which those variables are defined; divide a problem into different sub-problems; optimize the number of steps to perform an algorithm; express a feature in conditional terms and reuse an algorithm in another problem. 8 CAPÍTULO 1 DEMARCACIÓN Y JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO Presentación del problema El uso de Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) en la educación, particularmente en la educación matemática, ha adquirido en los últimos años un gran dinamismo producto de los vertiginosos avances de la tecnología. Esto ha generado la utilización de recursos cada vez más variados, tanto en dispositivos (computadoras, smartphones, tablets, pizarras digitales, etc.) como en redes y aplicaciones, que permiten un intercambio y almacenamiento de información más rápido, multidireccional y multimodal. A esto, se agregan desarrollos recientes de las ciencias de la computación, como la programación, robótica o impresora 3D, que son cada vez más frecuentes en las aulas. Sin embargo, el uso de TIC no implica per se una mejora en los procesos de enseñanza-aprendizaje (López Simó, et. al, 2017). Los recursos digitales pueden no hacer ninguna diferencia a menos que se utilicen de manera funcional al conocimiento. Tradicionalmente se los emplea de una manera ostensiva o mostrativa, considerando que solo son instrumentos para realizar una tarea “más rápida” o “ver mejor” algún resultado, subestimando incluso el papel de los símbolos y signos del software (Gazzola y Otero, 2020). Fuera de la esfera escolar, las TIC abarcan muchos ámbitos de la experiencia humana y modifican cada vez más las actividades cotidianas: el trabajo, las formas de estudiar y aprender, las modalidades para comprar y vender, los trámites administrativos, el acceso a la salud. Todo esto fundado mayoritariamente en los sistemas de información y redes de comunicación. La manipulación de la información es hoy en día uno de los pilares de las economías de la mayoría de los países, y es por esto que, el estudio de las ciencias de la computación y de disciplinas relacionadas, facilita que un país pueda poseer una ventaja competitiva que permite maximizar el uso de estas tecnologías y ser partícipe de su creación. “Muchos informes coinciden en que el éxito que cada país posea para poder enseñar computación con eficacia estará relacionado directamente con la habilidad de dicho país para poder innovar y competir en los mercados actuales” (Sadosky, 2013, p.15). Volviendo al ámbito educativo, en el año 2015 el Consejo Federal de Educación (CFE) argentino estableció́ que la enseñanza y el aprendizaje de la programación tienen una importancia estratégica durante la escolaridad obligatoria, para fortalecer el desarrollo económico-social de la Nación (CFE No 263/15). En 2018, se establecieron los Núcleos de Aprendizajes Prioritarios (NAPs) sobre educación digital, programación y robótica. La programación es una de las áreas más importantes de las Ciencias de la Computación. Esta disciplina está orientada al desarrollo de diversas habilidades de abstracción y operacionalidad, que incluyen técnicas relativas a la simplificación de problemas o la definición de soluciones generales aplicables a problemas similares. También supone la definición de soluciones en términos de un conjunto de pasos que deben ejecutarse en un orden determinado para alcanzar un objetivo específico. (Zapata-Ros, 2015). Surge, entonces, una pregunta fundamental para instaurar una relación eficaz y permanente entre el uso de Tecnologías y el proceso educativo, la cual se refiere a ¿cómo 9 integrar curricularmente nuevas Tecnologías de la Información y la Comunicación, como la programación, en la enseñanza secundaria? ¿cómo hacerlo de manera interdisciplinaria con otras áreas de la enseñanza obligatoria como la matemática, la física o la biología? En la actualidad, a pesar de lo establecido en los núcleos de aprendizaje prioritarios sobre educación digital, es poco probable que, al adentrarnos en una escuela secundaria, podamos observar una clase donde se enseñe Programación. Esto puede deberse a que, a pesar de la Resolución 356/9 del CFE donde se aprobó la incorporación de esta disciplina dentro del currículo de Nivel Inicial y Primario, además de la orientación Bachiller de Programación y Robótica para el secundario, en la cual se propone que se incluyan núcleos temáticos de matemáticas relacionados con la tecnología como las proporciones y las funciones, en los Diseños Curriculares de Secundaria de la Provincia de Buenos Aires no se han incorporado aún. Además, las herramientas tecnológicas aparecen como decorativas y no se profundizan sus potencialidades ni como herramienta de solución ni en relación al saber que está siendo objeto de estudio. En los diseños mencionados, se propone, en general, el uso de las herramientas tecnológicas como una técnica específica, y hasta a veces única, de resolver un tipo de tarea determinado. En el CAPÍTULO 3, se realiza un análisis detallado de estas cuestiones. Finalmente, si bien está la normativa y las orientaciones iniciales, hace falta un mayor desarrollo y conocimiento acerca de cómo incorporar en aulas concretas propuestas de enseñanza que involucren el estudio de la programación. En este trabajo queremos realizar un aporte en esta línea. Así, en el Capítulo 4 proponemos un conjunto de tareas para enseñarprogramación y matemática en la Escuela Secundaria, fundamentadas desde la Teoría Antropológica de lo Didáctico (TAD) (Chevallard, 1999, 2004), y que pretenden fomentar el desarrollo del Pensamiento Computacional (Wing, 2006). La Programación está incluida dentro del denominado Pensamiento Computacional (Wing, 2006). El pensamiento computacional es el proceso de pensamiento que interviene en la formulación de los problemas y sus resoluciones, de forma tal que las soluciones se representan de cierta manera que puedan ser realizadas por una Computadora. El pensamiento computacional se basa en la descomposición de un problema en pasos simples, identificación de patrones, abstracción y desarrollo de algoritmos. Este tipo de pensamiento es fundamental para llevar a cabo una solución informática y generalizable a otro tipo de situaciones (Lucas, 2018). En los espacios donde se enseña matemática es propicio enseñar programación debido a que estas dos disciplinas comparten el desarrollo de habilidades que son comunes: como la abstracción, la búsqueda de soluciones óptimas, la realización de algoritmos, la contrastación de hipótesis, la generalización y la modelización. Ante esta situación, es propicio disponer y utilizar distintos recursos TIC, entendiendo que su uso por sí solo no implica una mejora en el proceso enseñanza-aprendizaje, sino que deben usarse de manera funcional al conocimiento. Usualmente se los emplea de una manera ostensiva considerando que sólo son instrumentos para realizar una tarea “más rápido” o “ver mejor” algún resultado en un software. En contraposición, la TAD promueve la utilización de las TIC como favorecedoras del cuestionamiento, donde los propios recursos son cuestionados, analizados y aclarados a la luz los problemas a los que se intenta responder. Por esta razón, se adopta como referencial teórico la Teoría Antropológico de lo Didáctico (TAD) de Yves Chevallard (1999, 2004, 2007, 2009, 2012, 2013) que permite analizar la 10 actividad matemática (y también la actividad de programación) que se propone desarrollar en el aula. En particular, para el análisis utilizamos la noción de praxeología y sus componentes: tarea, tipos de tarea, técnicas, tecnologías y teorías que las fundamentan. Los tipos de problemas y de técnicas constituyen el saber hacer, mientras que los discursos tecnológicos y teóricos conforman el saber propiamente dicho. Encontramos en la TAD elementos teóricos que nos permiten diseñar propuestas de enseñanza que involucran el estudio de estas dos disciplinas (o más) con un enfoque funcional, centrado en los saberes que se pretenden enseñar como respuesta a preguntas en sentido fuertes, en contraposición a la enseñanza tradicional que se caracteriza por el estudio de un saber o contenido con un fin en sí mismo carente de utilidad o sentido (Otero, 2013). La TAD promueve una utilización de las TIC (V. López, 2017) de una manera funcional al saber y como parte de dispositivos que promueven el cuestionamiento del mundo (Chevallard, 2007, 2013). Esto no forma parte de la enseñanza actual enmarcada en el monumentalismo. Para contar esto, se describen las Tecnologías de la información y la comunicación para la educación (TICE) presentes en las propuestas curriculares para la enseñanza de la matemática en la escuela secundaria de la provincia de Buenos Aires y se analiza cómo se propone utilizarlas. Posteriormente, se presenta un conjunto de actividades para enseñar matemática y programación en la escuela secundaria utilizando Scratch, y que involucran los siguientes contenidos: de matemática, Teorema de Pitágoras, razones trigonométricas, ángulos suplementarios, clasificación de triángulos según sus lados o ángulos, área y perímetro de triángulos, distancia de puntos en el plano; de programación, Variables, Constantes, Bucles, Procedimientos, Condicionales, Operadores Matemáticos, Algoritmos. Objetivos Objetivo general 1- Contribuir a la investigación relativa a la incorporación de las Ciencias de la computación en la escuela secundaria, desde una perspectiva de enseñanza conjunta con otras disciplinas como la matemática. 2- Proponer un conjunto de actividades que permitan incorporar la programación como parte de la Enseñanza de la Matemática en las Escuelas Secundarias de la Provincia de Buenos Aires. Objetivos específicos 1- Analizar y describir el uso actual de las TICE (Tecnologías de la información y la comunicación para la educación) en la Enseñanza de la Matemática en la escuela Secundaria de la Provincia de Buenos Aires, a partir de lo propuesto en los diseños curriculares. 2- Proponer un conjunto de tareas que involucren el estudio de conocimientos relativos a la programación y a la matemática de manera conjunta. 11 Preguntas que abordaremos en este trabajo 1- Según el Diseño Curricular de la Provincia de Buenos Aires y los lineamientos de los Núcleos de Aprendizajes Prioritarios (NAPs) sobre educación digital, programación y robótica, ¿qué TICE se proponen actualmente para utilizar en las clases de matemática de las escuelas secundarias? ¿Qué tipo de tareas son las que involucran TICE y cuáles son los principales usos que se proponen de ellas? 2- ¿Qué tipo de tareas se podrían proponer para incorporar TICE relativas a la programación en clases de matemática de la escuela secundaria? Metodología En este trabajo se realiza un análisis exploratorio y descriptivo, en el cual se busca: (a) profundizar en cuáles TICE y cómo se propone utilizarlas en las escuelas secundarias de la Provincia de Buenos Aires, tomando como marco de referencia la noción de praxeología y sus distintos componentes; (b) proponer un conjunto de tareas que permitirían incorporar en el nivel secundario la enseñanza de la programación de manera conjunta con la matemática. Para responder a la primera pregunta de este trabajo, se analiza el actual diseño curricular de matemáticas para la educación secundaria de la Provincia de Buenos Aires (en adelante DC) con el objetivo de identificar cuáles son las herramientas tecnológicas propuestas para cada año, considerando el eje temático y el tipo de tarea que se propone realizar con dichas herramientas. También se analizan los Núcleos Prioritarios propuestos para la enseñanza secundaria en cuanto a la incorporación del Pensamiento Computacional en este nivel (CAPÍTULO 3). Se decide comenzar por estos documentos porque son los que utilizan los profesores para organizar sus programas y que, por lo tanto, nos permiten tener una aproximación de lo que potencialmente sucede en las aulas. Para analizar los DC, elaboramos dos tablas que sintetizan lo que está presente en los documentos. En la Tabla 1 se especifica en la primera columna el eje de contenidos y en las siguientes, en una columna para cada año, primero la herramienta tecnológica y luego el tipo de tarea propuesta. En la Tabla 2 y para profundizar el análisis, en las filas se colocan los años del secundario y en las columnas las TICE, los géneros, tipos de tareas, la técnica asociada a esa tarea y por último un ejemplo extraído de lo que se interpreta que propone el DC. Tabla 1: modelo de tabla construida para sintetizar la información de los DC. 12 Tabla 2: modelo de tabla construida para analizar las praxeologías vinculadas a las tice, propuestas en el DC. Año TICE Géneros de tarea Tipos de tarea Técnica asociada a la TICE Ejemplo Para responder a la pregunta 2 se proponen y analizan un conjunto de actividades para enseñar programación de manera conjunta con matemática en la escuela secundaria, y que permitirían que los estudiantes desarrollen algunas características propias del pensamiento computacional. Son cuatro tareas para enseñar matemática y programación en la escuela secundaria utilizando Scratch, el cual es elegido por su interfaz simple y amigable, se distribuyede manera gratuita y ya aparece en los Diseños Curriculares de los Niveles Primario e Inicial de la Provincia y se incorporaría también a la enseñanza secundaria. La resolución de las actividades permitiría aprender los siguientes contenidos de matemática: Teorema de Pitágoras, razones trigonométricas, ángulos suplementarios, clasificación de triángulos según sus lados o ángulos, área y perímetro de triángulos, distancia de puntos en el plano. De programación: Variables, Constantes, Bucles, Procedimientos, Condicionales, Operadores Matemáticos, Algoritmos. Así, este trabajo se estructura de la siguiente manera: En el CAPÍTULO 1, se describieron el problema que dio origen a este trabajo, los objetivos propuestos, las preguntas que nos orientan y la metodología que utilizamos para abordarlas. En el CAPÍTULO 2, se sintetiza el marco teórico y los conceptos claves para el desarrollo del trabajo. Se describen algunos de los conceptos base de la Teoría Antropológica (TAD) de lo didáctico de Yves Chevallard (1999, 2004, 2007), específicamente el constructo de praxeología, su definición y componentes. Luego convergemos hacia el ámbito propio de la programación y la robótica a partir del pensamiento computacional (Wing, 2006; Weinberg, 2013; Hu, 2011; Carretero y Asensio, 2004), donde abordamos las principales características de este enfoque y que consideramos pertinentes para propiciar en las aulas. Concluimos el capítulo con una breve descripción del software elegido para el desarrollo de la propuesta, el Scratch. En el CAPÍTULO 3, se realiza un análisis sobre cómo se propone en el Diseño actual de la Provincia de Buenos Aires y en los Núcleos de Aprendizaje prioritarios la incorporación de las TICE en el aula de matemáticas. Se hace un recorrido por cada año, a través de todos los ejes y se describen cuáles son los recursos que se sugieren para abordar los distintos contenidos y cuáles son los géneros y tipos de tareas propuestos en las actividades vinculadas a los recursos tecnológicos. En el CAPÍTULO 4, se presenta una propuesta para enseñar en la escuela secundaria matemática conjuntamente con programación. Se describen los tipos de tareas y las técnicas asociadas, identificando y diferenciando los conocimientos relativos a ambas 13 disciplinas, pero paralelamente resaltando los puntos de contacto que hacen al estudio conjunto. La propuesta contiene cuatro tareas que requieren realizar la simulación de diferentes recorridos que podría hacer un Drone sobre la ciudad de Mar del Plata, utilizando el lenguaje Scratch. Estas actividades posibilitarán el estudio de nociones relacionadas a la trigonometría en matemáticas y saberes de la programación como algoritmo, variables, condicionales, bucles, procedimientos. Finalmente, en el CAPÍTULO 5, se presentan las conclusiones de este trabajo en las que se intenta responder a las preguntas planteadas y las proyecciones a futuro relacionadas con esta línea de trabajo. 14 CAPÍTULO 2 MARCO TEÓRICO Este trabajo adopta como marco teórico la Teoría Antropológica de lo Didáctico (TAD) (Chevallard, 2013, 2016a, 2016b, 2016c, 2016d) y específicamente el constructo de praxeología, su definición y componentes. Además, enfocados en el ámbito propio de la programación y la robótica consideramos las bases del llamado pensamiento computacional (Wing, 2006; Weinberg, 2013; Hu, 2011; Carretero y Asensio, 2004). En este capítulo se describen de manera sintética los conceptos clave de cada uno de estos referentes teóricos. 1. La Teoría Antropológica de lo Didáctico Conceptos base La Teoría Antropológica de lo Didáctico (TAD) se ha centrado en la dimensión institucional del conocimiento matemático. El principio fundamental de esta teoría radica en que “toda actividad humana regularmente realizada puede describirse como un modelo único que se resume con la palabra praxeología “(Chevallard, 1999, p. 223). Bajo el concepto de praxeología, el saber se organiza en dos niveles: el nivel de la praxis vinculado al saber hacer -que incluye tipos de tareas T y técnicas �̂ -, y el nivel del logos o saber -que incluye el entorno tecnológico � y teórico Θ. Así, toda organización praxeológica estará compuesta por dos bloques. Un primer bloque práctico-técnico, que mediante los tipos de tareas que se estudian y las técnicas que se construyen para abordarlas, constituyen el saber hacer. Y un segundo bloque tecnológico-teórico que corresponde al saber y está formado por el discurso tecnológico y las teorías. El primero permite entender y justificar las técnicas y el segundo interpretar y fundamentar las tecnologías. Por ejemplo, dada la siguiente tarea T: Diseñar un programa en Scratch para realizar una división entera. Una técnica �� asociada a esta tarea se presenta en la Figura 1. Aquí se explicita el algoritmo de la división en Scratch utilizando los bloques correspondientes. Estos bloques determinan lo que hará el algoritmo, se necesitan bloques para incorporar las variables, para leerlas, operadores para realizar las operaciones multiplicar, dividir y calcular el resto de la división. Otra técnica �� anterior a la realización en Scratch, podría ser la realización del algoritmo de la división donde cada uno de los valores intervinientes sean llamados con una letra y se observe qué tipo de comportamiento tienen en la realización de la operación y compararlo con el realizado en Scratch. 15 Figura 1: Algoritmo de la división en Scratch. Fuente: elaboración del autor. Esta tarea permite, además, determinar el conjunto de validez de las distintas variables que conforman un programa a ejecutar en el lenguaje Scratch. La tecnología �� es el algoritmo de la división de Euclides: Dados dos números naturales a y b, con b distinto de 0, la división euclídea asocia un cociente q y un resto r, ambos números naturales, que verifican: ● a=b.q+r ● r<b La pareja (q, r) es única. La teoría Θ podría enmarcarse en la Teoría de números. El modelo de las praxeologías es general y se refiere a cualquier ámbito o dominio de la actividad humana, ya que se requiere de una praxeología para resolver una ecuación, crear un algoritmo, o hasta para jugar al tenis o lavarse las manos. Con el fin de tener herramientas más precisas para analizar los procesos didácticos institucionales, Chevallard (1999, 2013) introdujo la distinción de diferentes tipos de praxeologías, según el grado de complejidad de sus componentes: - Praxeologías puntuales, están generadas por lo que se considera en la institución como un único tipo de tareas T. Esta noción es relativa a la institución considerada y está definida, en principio, a partir del bloque práctico-técnico [T /τ]. 16 - Praxeologías locales, resultado de la integración de diversas praxeologías puntuales. Cada praxeología local está caracterizada por una tecnología θ, que sirve para justificar, explicar, relacionar entre sí y producir las técnicas de todas las praxeologías puntuales que la integran. - Praxeologías regionales, se obtienen mediante la coordinación, articulación y posterior integración, alrededor de una teoría matemática común Θ, de diversas praxeologías locales. La reconstrucción institucional de una teoría matemática requiere elaborar un lenguaje común que permita describir, interpretar, relacionar, justificar y producir las diferentes tecnologías (θ) de las praxeologías locales (PL) que integran la praxeología regional. - Praxeologías globales, que surgen agregando varias praxeologías regionales a partir de la integración de diferentes teorías. Como se dijo anteriormente, toda actividad humana regularmente realizada puede describirse en términos de praxeologías, por lo tanto, también podemos hablar de praxeologías matemáticas o de programación. Las praxeologías matemáticas o de programación son relativas a la institución de referencia, que en el caso de nuestrointerés es la Escuela Secundaria Obligatoria (ESO). La ESO, como institución social, tiene en su fundamento la obligación de formar a sus estudiantes y facilitarles la conformación de un equipamiento praxeológico ligado a sus necesidades sociales. Es decir, equiparlos con un conjunto de técnicas, tecnologías y teorías para realizar las tareas que una sociedad dada considere pertinente. En la ESO tradicionalmente se enseñan mayoritariamente, y casi de manera excluyente, resultados. Este fenómeno didáctico lo ha estudiado y caracterizado la TAD como “monumentalización del saber” (Chevallard, 2004, 2007, 2013a). La falta de cuestionamiento es una de las principales consecuencias de estos fenómenos didácticos, que son propios de una enseñanza caracterizada por el hecho que el saber se estudia como un fin en sí mismo, carente de utilidad y de sentido. El paradigma monumentalista está caracterizado por mostrar el saber, como si fuera una obra en un museo, es decir, estática, terminada, sin vida (Chevallard, 2004). Esto produce en el docente una obligación inevitable: debe explicar, describir, mostrar con claridad, etc. Se sobredimensiona su figura por sobre la de los estudiantes y, al mismo tiempo, se reduce el lugar de los aprendices al de meros reproductores, espectadores y visitantes de las obras. Los saberes que son expuestos como monumentos son respuestas a preguntas ocultas, que no se sabe por qué se preguntaron, sin que se reconozca la necesidad de remitir a su utilidad, su razón de ser, o para qué. La TAD ha iniciado hace tiempo un largo y arduo camino con la misión de introducir cambios en la manera de enseñar y hacer matemática en los establecimientos educativos. Este cambio requiere de una transformación de gran porte, y consistiría en un cambio de paradigma: sustituir el monumentalismo por la investigación y el cuestionamiento del mundo (Chevallard 2004, 2007, 2013). En este nuevo paradigma existe un gran peso en el planteamiento de preguntas e inquietudes. Así, el saber es entendido como la respuesta 17 a una pregunta o varias que tienen sentido para la comunidad de estudio, y entonces, el saber aparece como una necesidad de estudio y no por una imposición del profesor. Dentro de este nuevo paradigma, los estudiantes tendrían que desarrollar ciertas habilidades de forma sistemática, que se caractericen por una actitud crítica y que se enriquezcan con la utilización de herramientas tecnológicas. Las características propias del Pensamiento Computacional van en esta línea. 2. Pensamiento Computacional El concepto Pensamiento computacional surge a partir de la necesidad de definir cómo piensa un programador, entendiendo que va más allá de estar capacitado para programar una computadora, ya que este concepto requiere de, además, múltiples capas de abstracción. (Wing, 2006). El pensamiento computacional (PC) se define en 2006 desde el ámbito de las Ciencias de la Computación (CC) (Wing, 2006). Jeannette Wing (2006) plantea este pensamiento en las Comunicaciones de la ACM, Association for Computing Machinery de USA, como un conjunto de habilidades necesarias para resolver problemas complejos, aplicables universalmente y necesarias para todas las personas, y no sólo para científicos de la computación (Wing, 2006). Desde ese momento, ha habido muchos intentos de definir la naturaleza de este pensamiento e incluso de acordar unas líneas pedagógicas para desarrollarlo. No obstante, casi todos los intentos se han producido desde el ámbito de las CC y desde la educación en tecnología, pero consideramos que también podría definirse dentro del ámbito de las Ciencias de la Educación. Es por ello por lo que el pensamiento computacional todavía no ha recibido una definición consensuada, sino que existen algunas deficiencias en las características conceptuales (Weinberg, 2013). Décadas antes de que Wing proponga este término aparecieron las primeras argumentaciones desde las CC, a favor de la existencia de unas habilidades propias de este campo y útiles en general, aunque no hablaran de pensamiento computacional como tal. En los años 70, Seymour Papert subrayó los beneficios en el desarrollo si los niños aprendían a programar desde edades tempranas (Papert, 1972). Entre las ideas básicas que recoge en su publicación, destaca la idea de que la programación puede ayudarles a articular el trabajo de su mente, particularmente la interacción entre el niño y la realidad en el transcurso del aprendizaje y el pensamiento. Papert es popularmente conocido por su programa LOGO, que consiste en una aplicación para aprender a programar que además ayuda a aprender matemáticas, concretamente. LOGO es el antecesor de todos los programas creados recientemente para enseñar programación a niños, como Scratch o Alice, programas con una interfaz más atractiva y con una sintaxis simplificada para facilitar el aprendizaje de la lógica básica de programación. Para poder comprender la naturaleza de este concepto, es importante tener en cuenta las discusiones que se han dado al respecto, incluso antes de que se definiera el término pensamiento computacional. Si queremos establecer una definición adecuada del concepto, debemos empezar por definir qué se entiende por pensamiento en este ámbito. Definir el pensamiento de forma concisa y adecuada es una tarea compleja que todavía no ha recibido una respuesta convincente. Carretero y Asensio (2004) proponen una aproximación genérica del concepto: pensamiento que designa lo que contiene o aquello 18 a lo que apunta un conjunto de actividades mentales u operaciones intelectuales, como razonar, hacer abstracciones, generalizar, etc., cuyas finalidades son, entre otras, resolver problemas, tomar decisiones y representarse la realidad externa (Carretero y Asensio 2004, p.14). Dentro del estudio del pensamiento, se distinguen varios subcampos de estudio como son el razonamiento, la toma de decisiones o la resolución de problemas (RP) (Carretero y Asensio, 2004). Como afirman estos autores, el campo de estudio de la resolución de problemas se realiza desde una perspectiva diferente a otros subcampos del estudio del pensamiento, pero todas estas perspectivas están relacionadas, es decir, existe una interrelación entre los subcampos de estudio del pensamiento. En este sentido podemos entender la resolución de problemas como una toma de decisiones que implica razonamiento. Wing (2006, 2008), en su propuesta para acuñar el término pensamiento computacional, lo define como un camino de cómo los humanos resuelven problemas y diseñan sistemas que no seríamos capaces de hacerle frente de forma individual. Según esta autora, este pensamiento implica reformular un problema aparentemente difícil en uno que sabemos resolver, ya sea por reducción, incrustación, transformación o simulación (Wing, 2006, p. 33). Años después, esta misma autora intenta definir el PC de una forma más concreta y descriptiva. Junto a otros autores, Cuny, Snyder y Aho, consiguen una definición más precisa del término, el cual queda definido como un conjunto de procesos de pensamiento implicados, una actividad mental para formular problemas de forma que admitan una solución computacional (Cuny, Snyder y Wing, 2010). Finalmente, Wing (2014) incluye un aspecto más en el pensamiento computacional, y es que este pensamiento no está solamente relacionado con el proceso de resolución de problemas, sino que también se relaciona con la formulación de éstos. El Pensamiento Computacional aporta un sustento teórico por el cual, sin la necesidad de caer en la Programación, nos permite vincular la enseñanza de la matemática con otra disciplina la cual brinda, como hemos visto, características comunes que posibilitan el desarrollo de habilidades necesarias para la resolución de problemas. Para terminar, a partir de las diferentes características del PC que han descrito y analizado los diferentes autores,en este trabajo adoptamos algunos puntos clave que nos permiten definirlo. Así, un estudiante que ha desarrollado habilidades del Pensamiento Computacional es capaz de: (1) Descomponer el problema en partes más pequeñas: Dividir un problema en distintos subproblemas, es decir, una situación puede estar compuesta por varias y al momento de resolverlo puede ser necesario hacerlo por partes, el análisis de todas esas partes del problema dará la solución de la situación general. (2) Identificar las variables intervinientes en el problema: Analizar un determinado problema, enunciado, actividad en cuanto a variables, es decir, identificar los parámetros involucrados en el problema y diferenciar entre constantes y variables para una situación dada. 19 (3) Analizar las variables intervinientes en el problema: Distinguir el conjunto en el que está definida una variable, es decir, su dominio de validez, conforme a la situación considerada. (4) Reconocer patrones y hacer abstracciones: centrarse en las características principales y representar la información a través de abstracciones como los modelos. Expresar una propiedad en términos condicionales, es decir, poder expresar algún enunciado utilizando formatos del tipo Si, (una acción que puede ser verdadera o falsa), entonces. (5) Optimizar la cantidad de pasos para resolver una tarea: significa poder hacer lo mismo de manera eficiente, con menos cantidad de pasos o usando menos recursos. (6) Transferir el algoritmo: Reutilizar un resultado en otro contexto, es decir, una vez que se encuentra un algoritmo que resuelve una situación, volverlo a usar en otro problema o en el mismo, involucrando otras variables, por ejemplo. Actualmente en la escuela secundaria no existen aportes que promuevan el desarrollo de estas habilidades (o características) en su conjunto. En ocasiones, pueden encontrarse alguna de ellas de manera aislada dentro de los documentos curriculares. Si bien no es necesario el uso de tecnología para la incorporación de la enseñanza del Pensamiento Computacional, consideramos que su utilización favorece su desarrollo. Particularmente, en el contexto de este trabajo proponemos el uso del software Scratch. La decisión de utilizar este programa se debe a que aparece en los Diseños Curriculares de Nivel Inicial y Primario de la Provincia de Buenos Aires, lo cual nos permite asumir que es conocido para estudiantes de la escuela secundaria; a su vez es un software gratuito de uso libre y su utilización no se ve complejizada por la compilación de las instrucciones ya que vienen pre diseñadas en bloques. 3. Scratch Scratch ha sido diseñado especialmente para edades entre los 8 y 16 años, pero es usado por personas de todas las edades. Se utiliza en más de 150 países diferentes y está disponible en más de 40 idiomas. Es un proyecto del Grupo Lifelong Kindergarten del Laboratorio de Medios del MIT y se ofrece de forma gratuita. A través de la programación por bloques en una interfaz amigable, este lenguaje de programación orientada a objetos permite adquirir habilidades que luego pueden ser pasadas a otros lenguajes de programación como Java y Python. 4. Programación Orientada a Objetos Los objetos, sin importar su tipo, tienen cosas en común: todos tienen atributos y todos poseen un comportamiento. Los atributos son características propias de un objeto como la altura, la forma, el color y el peso, mientras que el comportamiento se refiere a una acción; en el caso de un automóvil, su comportamiento sería acelerar, frenar, girar, etcétera. Por ejemplo, un objeto persona posee los atributos de color del pelo, de ojos, la 20 altura y el peso; su comportamiento incluye hablar, reír, estudiar, bailar, cantar, entre otros. (Coad y Yourdon, 1991). En la escuela aprendemos sobre los objetos estudiando sus atributos y observando su comportamiento, es por eso que esta manera de programar está directamente relacionada con la forma en la que se estudia, por lo que empezar con la programación orientada a objetos sería viable. Objetos distintos pueden tener muchos atributos iguales y mostrar comportamientos parecidos, por ejemplo, podemos hacer comparaciones como entre bebés y adultos o entre personas y monos. La programación orientada a objetos produce modelos de los objetos del mundo real, que son plasmados en el software. Al coincidir con la manera natural de pensar, nos proporciona una forma intuitiva de observar el proceso de programación, modelando los atributos y los comportamientos de los objetos del mundo real. El modelo también incluye la comunicación entre objetos; en el mundo real los objetos no son entidades aisladas, sino que se envían mensajes entre ellos. Puede consultarse más información en Barnes (2017). 5. Programación por bloques Scratch, es un programa que se basa en un sistema de bloques. En la Figura 2, puede observarse a la izquierda distintos colores que representan acciones o conjunto de acciones, lo que permite iniciarse, de forma intuitiva, en los lenguajes de programación. En el lado derecho de la imagen se observa lo que hace el programa representado por el Gato de Scratch. Sus tutoriales básicos enseñan a crear una animación, música o juegos. Es una de las plataformas más usadas, junto a Microsoft Makecode, que depende de Microsoft. Ambas son gratuitas. Figura 2: Captura de pantalla de Scratch. Fuente: elaboración del autor. En la Figura 2 observamos el entorno de trabajo de Scratch. En él podemos distinguir: 1) Diferenciado por círculos de colores, se encuentran los distintos tipos de sentencias que se pueden utilizar: Movimiento, Sonido, Apariencia, Eventos, Control, Sensores, Operadores, Variables, Mis Bloques. 21 2) Se encuentran cada una de las sentencias -acciones- específicas que se puede realizar con cada tipo de sentencia en 1); Por ejemplo, para Movimiento: Figura 3: Acciones dentro del bloque Movimiento. Fuente: elaboración del autor. 3) El cuadro ‘en blanco’ es el espacio destinado a la realización de los algoritmos. 4) Es el lugar donde se representará el algoritmo hecho en 3). 5) Se ubica el objeto que realiza los algoritmos, en esta imagen por defecto viene un gato, pero se puede modificar. El mismo apunta originalmente a 90° en sentido de las agujas de reloj. 6) Está el escenario en donde realiza el algoritmo que se visualiza en 4), por defecto viene vacío, pero puede ser modificado por otras imágenes que trae el programa o por alguna propia. 22 6. Algoritmo Programar es realizar un algoritmo en un lenguaje específico y que, además, entiende una computadora. Un algoritmo es un conjunto de pasos finitos, ordenados y no ambiguos para llevar a cabo la resolución de un problema. Para definir un algoritmo es necesario analizar detalladamente cómo es posible, desde el primer paso, solucionar un inconveniente o desempeñar una acción. Por ejemplo, un algoritmo para sumar números de más de dos cifras podría plantearse como sigue: 1. Se alinean por la derecha los números a sumar, ordenando las cifras en columnas, empezando por las cifras de primer orden. Colocando el de mayor cantidad de cifras encima del que tiene menor cantidad de cifras. 2. Se suman las cifras de primer orden mentalmente. Si el resultado es un número de más de dos cifras, entonces se coloca la cifra de primer orden del resultado debajo de las cifras de primer orden, y las cifras que quedan formarán un nuevo número que se sumará con las cifras de segundo orden. El nuevo número formado por las cifras sobrantes del resultado de sumar las cifras de primer orden, se le conoce como lo que se “lleva”. 3. Se suman las cifras de segundo orden más lo “llevado”, si el resultado es un número con más de dos cifras, se procede igual que el paso anterior, pero colocando lo que se “lleva”, encima de las cifras de tercer orden. El procedimiento se repite hasta terminarde sumar todas las cifras. 7. Pensar antes de programar Al programar, entonces, creamos algoritmos. Probablemente al comienzo estos no sean los más eficientes: aprender a programar es más que simplemente escribir códigos, es una tarea que requiere aprender a pensar en esta lógica. “Que un programa funcione, no significa que esté bien hecho. Seguramente todos podríamos construir una casa poniendo 10 columnas en medio del salón para que se sostenga, pero no sería eficiente ni estético” (Formación en Red del Instituto Nacional de Tecnologías Educativas y de Formación del Profesorado [INTEF]). Esto se debe a que, en programación, más allá de cuestiones estéticas, si un programa no está bien diseñado ni está bien estructurado su uso, el mantenimiento y las futuras actualizaciones se tornan sumamente complicadas. Un ejemplo muy gráfico, que brinda la Formación en Red del INTEF (s. f.), plantea que si deseamos hacer un programa que muestre una tabla de multiplicar para el número ingresado por el usuario, (Figura 4), podríamos proponer la siguiente solución mediante Scratch. 23 Figura 4: Algoritmo sin optimizar. Fuente: elaboración del autor. Sin embargo, éste no sería creado mediante un buen algoritmo porque repite la misma instrucción diez veces, como si hubiéramos construido, efectivamente, diez columnas en el salón. En cambio, según la Formación en Red del INTEF (s. f.), si lo pensáramos más detenidamente antes de comenzar con la programación, podríamos llegar a un resultado mucho más satisfactorio, tal como lo muestra la Figura 4. Figura 5: Algoritmo para multiplicar. Fuente: Formación en Red del INTEF. De esta forma, si luego trasladamos estos algoritmos a un lenguaje de programación, podremos utilizar Scratch, Java, JavaScript, C + +, etcétera, para escribirlo. Por ejemplo, en la siguiente imagen (Figura 5) con Scratch podremos obtener un programa que, de forma eficiente y simple, nos permite hacer lo que estamos buscando, tal como se observa en la siguiente imagen. 24 Figura 6:Algoritmo para multiplicar en Scratch. Fuente: Formación en Red del INTEF. A continuación, en el CAPÍTULO 3 se realizará un análisis del DC de secundaria en Matemáticas de la Provincia de Buenos Aires en cuanto a las herramientas tecnológicas propuestas y el uso que se propone de ellas. 25 CAPÍTULO 3 LA UTILIZACIÓN DE LAS TICE EN EL DISEÑO CURRICULAR DE MATEMÁTICAS DE LA PROVINCIA DE BUENOS AIRES En este capítulo se realiza un análisis del Diseño Curricular de Matemáticas de la Escuela Secundaria de la Provincia de Buenos Aires. Se busca conocer cuáles son, en cada núcleo temático de cada año, las herramientas tecnológicas sugeridas, y los tipos de tarea y técnicas asociadas que se proponen realizar con ellas. El diseño curricular empezó a escribirse en el año 2006 comenzando con primer año y terminó de implementarse en el 2011 con los lineamientos para sexto año. Este es un punto es de gran relevancia, dado el vertiginoso avance de la tecnología que impacta de manera directa en la educación. Así, los recursos tecnológicos allí propuestos, están desactualizados y hasta en algunos casos, son obsoletos. Para dar cuenta de ello, en este capítulo sintetizamos la propuesta curricular en relación a la utilización de las TICE. 1. Las TICE en el diseño curricular de matemática para la escuela secundaria en la provincia de Buenos Aires El Diseño Curricular de Matemáticas de la Provincia de Buenos Aires (DCMPBA) se organiza en cuatro ejes: Números y Operaciones, Álgebra y Geometría, Álgebra y Funciones, Probabilidad y Estadística. Estos ejes incluyen Núcleos Sintéticos de contenidos que agrupan conjuntos de conocimientos que están vinculados entre sí en forma específica. En este documento se detallan también los objetivos de enseñanza y expectativas de aprendizaje y se proponen tareas prototípicas para que el docente lleve adelante en sus clases. En el DCMPBA se define como una Expectativa de logro general que los estudiantes “puedan seleccionar y utilizar los recursos tecnológicos adecuados disponibles en actividades vinculadas con el quehacer matemático” (Diseño Curricular 1er año, p. 176). Esto alienta a los profesores de matemática a proponer en sus clases la utilización de tecnologías, no obstante, hace hincapié en el uso criterioso de la misma, es decir, usar la tecnología cuando esta sea necesaria en el proceso enseñanza y aprendizaje. En la Tabla 3 se resume para cada año de la escuela secundaria y considerando cada eje temático, la tecnología sugerida y el tipo de tareas que se proponen para su uso. Tabla 3: Recurso a utilizar y tipo de tareas que se pretende se realice con ellos. Año Eje 1° 2° 3° 4° 5° 6° 26 Números y Operaciones Calculadora. Resolver problemas de cálculo mental con números Naturales. Verificar resultados de los cálculos combinados con Números Naturales. Calculadora científica. Controlar y estimar resultados de cálculos combinados con Números Enteros que permita generar criterios sobre las prioridades en la operatoria. Calculadora científica. Controlar y estimar resultados de las operaciones con Números Racionales que permita generar criterios sobre las prioridades en la operatoria. Calculadora científica. Realizar operaciones con Números Irracionales que permitan encontrar propiedades de las operaciones suma y producto. Calculadora científica. Argumentar y explicar los resultados de operaciones con Números Reales para poder establecer criterios y propiedades de las operaciones y los conjuntos. Calculadora científica. Resolver operaciones con Números Complejos, aproximar valores en las Series Numéricas. Álgebra y Geometría Software de geometría. Construir Polígonos regulares. Polypro, Stella, GeoGebra, Geup, Cabri CaR. Calcular medidas de ángulos, demostrar y justificar propiedades de polígonos, variar la posición del centro de la circunferencia y asociarla con su ecuación. Tess, Cabri, GeoGebra, Geup, Cabri CaR. Conjeturar propiedades de los elementos de los triángulos a partir del movimiento de sus lados o variación de los ángulos, para poder demostrarlas. Simuladores de internet, GeoGebra, Cabri. Calcular áreas de triángulos inscritos en circunferencias, observar las transformacione s que sufre el gráfico de la función cuadrática. GeoGebra, Cabri, Graphmatica. Conjeturar la relación que existe entre gráfico y ecuación de las cónicas a partir de la variación de los parámetros. Simuladores de internet. Extraer conclusiones observando la iteración de los fractales sobre sus formas y los valores que toman las variables. Álgebra y Funciones Sin información. Graphmatica. Analizar la variación del área del triángulo en función de la variación de la longitud de la base. Construir una tabla y un gráfico donde se aprecie dicha variación. Calculadora científica. Graphmatica. Resolver y graficar sistemas de ecuaciones lineales con dos incógnitas. Página de internet. Observar la variación de los parámetros en la función cuadrática y extraer conclusiones sobre los gráficos que se forman. Sin información. Sin información. Probabilidad y Estadística Sin información. Páginas de internet. Calculadora científica. Hojas de cálculo. Organizar, comparar y representa datos estadísticos, recoger datos, analizar sus variables, dispersión de pares de variables, Calculadora científica. Calcular variaciones o combinaciones y analizar los resultados. Página de internet. Relacionar la cantidad de números en una disposición triangular y su relación con el número combinatorio en el triángulo de Tartaglia. Calculadora científica. Calcular medidas de posición central y de dispersión. Página de internet. Observar la tendencia dela función Binomial hacía función Normal. 27 máximos y mínimos. La Tabla 3, nos permite identificar algunas características generales pero distintivas relativas al uso de las TICE a lo largo de toda la escolaridad secundaria: - Para el eje de Números y Operaciones, y en todos los años, sólo se propone la utilización de calculadoras científicas. Su uso está vinculado específicamente a tareas relativas a los géneros “calcular”, “verificar”, “argumentar” y “controlar”. Las técnicas utilizadas requieren de la herramienta TICE como facilitadora de cálculos inmediatos, que permite realizarlos “más rápido”. - En el eje de Geometría y Magnitudes -en ciclo básico- o Geometría y Álgebra -en ciclo superior-, la propuesta tecnológica viene dada a partir del análisis de formas de cuerpos que se estudian en libros y softwares como Polypro, Stella u otros, realizar construcciones sencillas utilizando, cuando sea posible, softwares como GeoGebra, Geup, Cabri CaR u otros. En referencia al estudio de la Geometría y el Álgebra se propone el uso de software de uso libre como Graphmatica, GeoGebra o Geup para el estudio de variaciones en la posición de los distintos elementos de las figuras asociándolas con la ecuación. También hay propuestas para el trabajo con cuerpos tridimensionales porque el acceso al software Polypro permitirá conocer distintos cuerpos, explorarlos, rotarlos, desarmarlos para estudiar su desarrollo y analizar incrustaciones topológicas que plantean diseños desafiantes para el estudio de propiedades de las figuras del plano. No obstante, también se brindan propuestas de páginas web donde hay simuladores que permiten observar cómo se desarrollan distintos fractales, aunque algunas ya no funcionan. El uso de la tecnología está vinculado específicamente a tareas relativas a los géneros “construir”, “conjeturar”, “explorar”, “argumentar”. La idea es que a partir de la construcción de cuerpos o figuras geométricas los estudiantes formulen conjeturas en relación a las propiedades de los mismos. - En el eje Estudio de funciones y Álgebra se sugiere representar funciones usando software como Graphmatica, Winplot o GeoGebra, porque al utilizar programas graficadores se ‘acelera’ el proceso de dibujo de las gráficas y se posibilita analizar diversas cuestiones de las mismas. Además, estas herramientas permiten observar los distintos registros de representación de lo estudiado. Para este eje también se propone el uso de calculadoras científicas para la resolución de sistemas de ecuaciones o ecuaciones de segundo grado haciendo foco en la modelización de los resultados y no en el valor en sí. Su uso está vinculado específicamente a tareas relativas a los géneros “calcular”, “construir”, “observar”. Básicamente el uso del graficador se reduce a “observar”, esto se refleja claramente en el Anexo II que está en el Diseño del tercer año donde todas las propuestas de actividades son únicamente con ese fin. Ejemplificaremos esto más adelante. 28 - Por último, para el eje de Probabilidad y Estadística, el DC sostiene que la enseñanza de la Estadística cuenta con una variedad de recursos disponibles en Internet, los cuales a la fecha no funcionan, por ejemplo: http://demonstrations.wolfram.com/ProofWithoutWords12N1NChoose2/. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Standard_deviation_diagram.svg Muchos programas interactivos de uso libre permiten el procesamiento de datos para construir inferencias (cuando éstas son pertinentes). Además, las hojas de cálculo y los programas para graficar son herramientas que permiten organizar, representar y comparar datos estadísticos e introducir el uso escolar de estos medios tecnológicos (desde Excel hasta programas específicos de información estadística). Luego de recoger datos, organizarlos y archivarlos en una hoja de cálculo, los resúmenes permiten realizar análisis de variables, dispersión de pares de variables, máximos y mínimos. Su uso está vinculado específicamente a tareas relativas a los géneros “calcular”, “observar”. Los principales géneros de las tareas propuestas en el DC se resumen en: calcular, verificar, observar, analizar, construir, aproximar, interpretar, graficar. Con el objeto de ejemplificar estas cuestiones, a continuación, se describen y analizan las propuestas de incorporación y utilización de la tecnología en cada año escolar según cada eje temático. En lo que sigue, describimos los tipos de tareas y las técnicas propuestas en cada uno de estos ejes. 1.1. Eje Números y Operaciones En este eje se propone “la utilización, cuando sea posible, de los medios tecnológicos reflexionando sobre su uso adecuado” (Diseño curricular 1er año, p. 186). Hace referencia, en la misma página, al uso de la calculadora científica, también para realizar cálculos rápidos que permitan anticipar resultados y/o evitar la dispersión de la atención en la actividad que se esté realizando. Es decir, usar la tecnología haciendo hincapié en la interpretación o en la consecuencia de los resultados y en la coherencia de los mismos, tratando de no detenerse sólo en la operatoria. Podemos decir que para este eje sólo se propone el uso de calculadoras científicas que sirvan como fuente de verificación de los resultados obtenidos. Interpretamos que se espera que con el uso de esa herramienta el estudiante no pierda tiempo en resolver ejercicios memorísticos, reduzca la posibilidad de errores y pueda argumentar si el resultado obtenido es coherente. En la propuesta de este eje observamos cómo la utilización de la TICE está orientada a facilitar la resolución del tipo de tarea, no se propone la creación de una herramienta para realizar los cálculos. Desde el punto de vista de la programación, sería como utilizar el programa ejecutado sin que nos interese el código fuente, y los conocimientos tanto matemáticos como algorítmicos que hay detrás. En la Tabla 4, considerando el eje temático Números y Operaciones, se resume para cada año, la TICE sugerida, el tipo y género de tareas que se proponen para su uso y su técnica asociada. En la última columna se coloca un ejemplo de tarea específica extraída de lo que se interpreta que propone el DC en cada año. 29 Tabla 4:Tecnología sugerida, el tipo y género de tareas que se proponen para su uso y su técnica asociada en el eje Números y Operaciones Año TICE Géneros de tarea Tipos de tarea Técnica asociada a la TICE Ejemplo de Tarea 1 Calculadora científica Resolver, verificar Resolver problemáticas de cálculo mental. Verificar resultados de cálculos combinados con Números Naturales. Trabajar en situaciones que involucren cálculos complejos con Números Naturales. Realizar cálculos con la calculadora utilizando paréntesis o corchetes, estableciendo el orden de prioridades de los símbolos y de las operaciones. Cargar de una sola vez los siguientes cálculos en la calculadora científica de modo tal que al apretar el signo = aparezca en el visor el resultado del mismo. Registrar los intentos hasta lograr el objetivo para ser socializados posteriormente. � � . 3 + 5. �� + 2� − 1� = ��41.2�: �3.4��. 2 = ��18: �6.4 + 3.72�� = 2 Calculadora científica Resolver, verificar Controlar resultados de cálculos combinados con Números Enteros. Cargar datos en la calculadora usando paréntesis o corchetes estableciendo el orden de prioridades de los símbolos y de las operaciones con números enteros. Resuelvan con calculadora estos cálculos: �−3��+�2. �−3 + 5��= �−3��+2. �−3 + 5)= �−3��+�2. −3 + 5�= ¿Dan lo mismo? ¿Por qué? 3 Calculadora científica Aproximar Aproximar fracciones con su expresión decimal. Realizar la división entre el numerador y el denominador de la fracción. Al pasar el número � a su expresión decimal con la calculadora. Mara obtuvo el siguiente resultado 0,777777778, ¿Es correcto lo que hace la calculadora?¿Por qué? 4 Calculadora científica Elaborar conjeturas Elaborar conjeturas sobre los números reales. Cargar los datos en la calculadora buscando cumplir con la propiedad de los números irracionales. Buscar dos números irracionales, tales que su suma y su producto sean racionales. 5 Calculadora científica Argumentar, explicar Argumentar y explicar resultados y valores asignados al término enésimo con calculadora Cargar los datos en la calculadora de la sucesión e interpretar el resultado. Dada la sucesión: !" = #1 + 1$% " Si se intenta calcular con una calculadora científica !" para n = 107 el resultado que aparece en pantalla es 1. Intenta explicar por qué sucede este “error”. 6 Calculadora científica Resolver, aproximar Resolver operaciones con Números Complejos, aproximar valores en las Series Numéricas Cargar los datos en la calculadora para encontrar los valores de los términos generales de las series. Una hormiga parte de A para llegar a B. En cada paso recorre la mitad de lo que le falta para llegar a la meta. a. En el primer paso, que podemos llamarlo &� , recorre ½; en el segundo o sea &� camina ¼ y así sucesivamente. Escribe el término general de la sucesión &" que representa lo que 30 camina la hormiga en cada paso. b. ¿Cuánto han caminado luego de dar cinco pasos?; ¿y luego de diez pasos? Escriba el término general de la sucesión '" que representa la distancia total recorrida por la hormiga luego de dar n pasos. 1.2. Eje Geometría y Magnitudes En este eje se proponen distintos softwares para graficar. Los géneros de tareas asociados son: explorar, representar, conjeturar, validar. En estas propuestas aparecen no solo contenidos propios del eje, sino también nociones como la dependencia y variabilidad, que son cuestiones específicas del eje Estudio de Funciones y Álgebra, por ejemplo, al observar en distintos registros de representación cómo varía una variable en función de otra donde éstas pueden ser un área con algún lado de una figura. En la Tabla 5, considerando el eje temático Geometría y Magnitudes, se resume, para cada año de la escuela secundaria, la TICE sugerida y el tipo y género de tareas que se proponen para su uso y su técnica. En la última columna se coloca un ejemplo de tarea específica extraída de lo que se interpreta que propone el DC en cada año. Tabla 5:Tecnología sugerida, el tipo y género de tareas que se proponen para su uso y su técnica asociada en el eje Geometría y Magnitudes. Año TICE Géneros de tarea Tipos de tarea Técnica asociada a la TICE Ejemplo de Tarea 1 Software de geometría (no aclara cuáles) Construir Construir un cuadrado a partir de sus diagonales. Dibujar rectas perpendiculares de la misma longitud y unir las puntas. En GeoGebra construyan un cuadrado usando el comando rectas perpendiculares. 2 Polypro, Stella, GeoGebra, Geup, Cabri CaR. Dibujar, asociar Asociar una figura geométrica con su ecuación cartesiana. Cargar los datos en el software para construir figuras geométricas, modificar sus parámetros y asociarlos con su ecuación. En Graphmatica dibujar una circunferencia, modificar los valores del centro y el radio y asociarlas a la ecuación. 3 Tess, Cabri, GeoGebra, Geup, Cabri CaR. Conjeturar Conjeturar propiedades de los elementos de los triángulos como las medianas y las mediatrices, demostrarlas. Cargar los datos en el software para graficar varios triángulos junto con sus elementos notables. El punto de intersección de las medianas, el de las mediatrices y el de las alturas de algunos triángulos se encuentran alineados. La recta que determinan se llama línea de Euler. ¿En qué tipo de triángulos es posible determinar esta línea? Realicen la indagación usando GeoGebra. 31 4 Simuladores de internet, GeoGebra, Cabri. Calcular Calcular áreas de triángulos inscritos en circunferencias, variar e interpretar la relación entre las variables. Cargar los datos en el software para graficar triángulos inscriptos en circunferencias y modificar ciertos parámetros. La función que se grafica mide el porcentaje del área ocupada por el triángulo dentro del círculo, en función del ángulo con vértice en A, con A fijo. dada una circunferencia, ¿cómo obtener el área del triángulo equilátero inscripto en función del radio?; dado un triángulo, determinar el centro de la circunferencia circunscripta; ¿qué datos son necesarios para calcular el área de un triángulo isósceles inscripto en la circunferencia? 5 GeoGebra, Cabri, Graphmatica. Conjeturar Conjeturar la relación entre gráfico y ecuación de las cónicas Cargar los datos en el software para graficar cónicas usando distintos valores para ciertos parámetros. En Graphmatica graficar () *) − + ) ,) = 1 y -( ) *) + + ) ,) = 1 Dando distintos valores para a y b ¿qué ocurre cuándo a y b toman igual valor? o ¿qué puede predecirse cuándo b es mayor que a? 6 Simuladores de internet. Extraer Extraer conclusiones sobre el perímetro de los fractales observando iteraciones. Cargar los datos en el software de los fractales y realizar iteraciones. Extraer conclusiones sobre el perímetro del fractal en cada iteración desde http://mathworld.wolfram. com/KochSnowflake.html 1.3. Eje Álgebra y Funciones Este eje es el más completo en cuanto a diversidad tecnología propuesta, debido a que además de los graficadores y calculadoras aparecen recursos en línea para realizar el trabajo matemático, por ejemplo, distintos sitios web, aunque actualmente algunos no funcionan. A pesar de esto, también cabe resaltar que es el Eje en donde en más cantidad de años no se presenta información sobre qué recurso tecnológico utilizar. En la Tabla 6 se resume, para el eje temático Álgebra y Funciones, en cada año de la escuela secundaria, la TICE sugerida y el tipo y género de tareas que se proponen para su 32 uso y su técnica. En la última columna se coloca un ejemplo de tarea específica extraída de lo que se interpreta que propone el DC en cada año. Tabla 6:Tecnología sugerida, el tipo y género de tareas que se proponen para su uso y su técnica asociada en el eje Álgebra y Funciones. Año TICE Géneros de tarea Tipos de tarea Técnica asociada a la TICE Ejemplo de Tarea 1 Sin información -- -- -- 2 Graphmatica. Analizar, construir Analizar la variación del área del triángulo en función de la variación de la longitud de la base. Construir una tabla y un gráfico donde se aprecie dicha variación. Cargar los datos en el software y observar la parte gráfica y la algebraica de la aplicación. En http://illuminations.nctm.or g/ActivityDetail.aspx?ID=8 8 Analizar la variación del área del triángulo en función de la variación de la longitud de la base. Construir una tabla y un gráfico donde se aprecie dicha variación. 3 Calculadora científica. Graphmatica. Calcular, graficar Calcular la solución de un Sistemas de ecuaciones lineales con dos incógnitas. Cargar los datos en el software y observar los registros de representación y en la calculadora utilizando el modo que corresponde para encontrar los valores de las ecuaciones. Resolver el siguiente sistema de ecuaciones en la calculadora usando el MODE EQN 1 . 2/ + 0 = 13/ − 40 = 6 4 Página de internet. Observar Observar la variación de los parámetros en la función cuadrática. Cargar los datos en página de internet y observar la parte gráfica y algebraica de la ecuación. En http://demonstrations.wolfr am.com/ModificacionesDe LaFuncionCuadratricaSpani sh Observen las modificaciones del gráfico al cambiar los parámetros a, b y c. 5 Sin información 6 Sin información 1.4.Eje Probabilidad y Estadística Las propuestas presentadas para este eje no permiten la elaboración de conjeturasinferenciales, sólo se propone la observación de gráficos estadísticos, y además omite la utilización de otros softwares ya presentados, como GeoGebra, el cual tiene una parte dedicada a la Probabilidad y Estadística. La planilla de cálculo ofrece gran cantidad de funciones que propician el trabajo estadístico, además de tener incorporado un tipo de lenguaje de programación que permitiría la creación de programas que resolvieran algunas de las cuestiones propuestas, en este caso los estudiantes podrían conocer una utilización práctica de la estadística y cómo generar programas que recopilan datos para analizarlos de manera más sencilla. 33 En la Tabla 7 se resume, para el eje temático Probabilidad y Estadística, en cada año de la escuela secundaria, la TICE sugerida y el tipo y género de tareas que se proponen para su uso y su técnica. En la última columna se coloca un ejemplo de tarea específica extraída de lo que se interpreta que propone el DC en cada año. Tabla 7: Tecnología sugerida, el tipo y género de tareas que se proponen para su uso y su técnica asociada en el eje Probabilidad y Estadística. Año TICE Géneros de tarea Tipos de tarea Técnica asociada a la TICE Ejemplo de Tarea 1 Sin información 2 Páginas de internet. Calculadora científica. Excel. Calcular Calcular las medidas de tendencia central y de dispersión. Utilizar las funciones de Excel para calcular las medidas de tendencia central y de dispersión. El gráfico muestra los visitantes de una página web, ¿qué día hubo más visitas? ¿Cuál es el promedio de visitas, la mediana y la moda? 3 Calculadora científica. Calcular Calcular variaciones o combinaciones y analizar las funciones que el modelo pueda tener. Cargar los datos en la calculadora usando el Modo STD para calcular las medidas de tendencia central. ¿Cuántos partidos de básquet se jugarán en una liga de 10 equipos si cada uno debe jugar dos veces contra cada uno de los demás? 4 Página de internet. Hipotetizar Hipotetizar sobre el comportamiento del triángulo de Tartaglia en relación a sus niveles. Cargar los datos en sitio web para observar la variación de los valores. Ingresen al sitio http://demonstrations.wolfra m.com/ProofWithoutWords1 2N1NChoose2/ Y encuentren regularidades entre los distintos niveles del triángulo de Tartaglia. 5 Calculadora científica. Calcular Calcular medidas de posición central y de dispersión. Cargar los datos en la calculadora usando el Modo STD para calcular las medidas de dispersión. Utilizando el MODE STD de la calculadora calcular las medidas de dispersión de la altura de los integrantes del salón. 6 Página de internet Observar Observar la tendencia de la función Binomial hacía función Normal. Incrementar los datos en sitio web de los parámetros y observar la tendencia de su gráfica. En el sitio http://demonstrations.wolfra m.com/BinomialDistribution/ Observar cómo se modifica el gráfico de la función Binomial cuando crecen sus parámetros. ¡A qué función tiende cuando los parámetros son cada vez más grandes? 2. Algunas consideraciones 34 Luego del análisis del diseño curricular de la provincia de Buenos Aires, puede advertirse que, si bien se pone énfasis en el uso de la tecnología, esto se reduce al uso de calculadoras, graficadores, simuladores pre-realizados y hojas de cálculo, que, posibilitarían algunas habilidades como la exploración, la elaboración de conjeturas y la validación de estas, pero promueven a un estudiante pasivo, un consumidor que utiliza recursos que otros inventaron. Las tareas propuestas son puntuales, específicas, en general sólo remiten a una única posible técnica de resolución, inclusive, en algunos enunciados se explicita qué es lo que deben hacer o cuál función del software utilizar, no se propone la comparación de resultados entre distintos softwares ni se hace alusión al entorno tecnológico teórico. También se observa que, posiblemente por el largo período de tiempo transcurrido desde su última actualización, muchos de los recursos tecnológicos propuestos, como sitios de internet, no existen. Por otra parte, se considera necesario analizar lo que ocurre con la materia NTICx. Este es un espacio curricular que aparece recién en el 4to año de la educación secundaria y en cuyo Diseño Curricular no hay ninguna mención a un posible trabajo con Matemáticas. Dentro de los objetivos de aprendizaje encontramos el siguiente: Conocer las herramientas básicas de las nuevas tecnologías: sistemas operativos, sean de carácter propietario (Windows) o pertenecientes al software libre (Linux); procesadores de texto; planillas de cálculo; gestores de base de datos; presentador multimedia; editores gráficos e Internet; entre otros. (Diseño Curricular 4to año, p. 16) Los estudiantes bonaerenses, curricularmente hablando, empiezan a manejar ciertas cuestiones como el uso de la planilla de cálculo, necesarias para trabajar en algunos ejes durante todos los años, luego de transcurrir más de la mitad de su formación. Por todo lo expuesto, consideramos pertinente analizar documentos más recientes, y que son propios de las ciencias de la computación y su enseñanza en la escuela secundaria, tales como los NAP propuestos por el Ministerio de Educación de la Nación o los manuales que propone la Fundación Sadosky. Como mencionamos anteriormente, en el año 2018 en el Consejo Federal Educativo que se llevó a cabo, se establecieron los Núcleos de Acuerdos Prioritarios en cuanto a Pensamiento Computacional, Programación y Robótica para toda la educación básica obligatoria. De ellos podemos destacar que se piensa en las disciplinas de programación y robótica para que sean trabajadas de manera articulada con el resto de las materias, y que a partir del segundo ciclo de la educación primaria se propone la incorporación de nociones básicas de programación, tales como la noción de algoritmo, bucles, condicionales y procedimientos. En las resoluciones propuestas en los NAP se deja en claro que serán las distintas jurisdicciones las encargadas de incorporar estos contenidos en los diferentes documentos curriculares adoptando diversas estrategias y considerando las particularidades de sus contextos, necesidades, realidades y políticas educativas. Es decir, no se hace referencia explícita a los conocimientos involucrados. 35 Para la educación secundaria se definen Núcleos Prioritarios diferenciados entre Ciclo Básico y Superior, entre los cuales destaco: “La aplicación de sus habilidades analíticas, de resolución de problemas y de diseño para desarrollar proyectos de robótica o programación física, de modo autónomo, crítico y responsable, construyendo soluciones originales a problemas de su entorno social, económico, ambiental y cultural” “La creación, la reutilización, la reelaboración y la edición de contenidos digitales en diferentes formatos, en función de la definición de proyectos, entendiendo las características y los modos de representación de lo digital. ”, “La resolución de problemas a partir de su descomposición en partes pequeñas, aplicando diferentes estrategias, utilizando entornos de programación tanto textuales como icónicos, con distintos propósitos, incluyendo el control, la automatización y la simulación de sistemas físicos”. (Anexo I, CFE, 2018, p.12) En el 2018 la Fundación Sadosky produjo una serie de manuales escolares sobre Ciencias de la Computación, que se ponen a disposición del público de manera libre y gratuita, y que se suman a un pequeño grupo de ejemplos pioneros a nivel mundial en esta temática. Estos manuales se concibieron para el aula, como una herramienta para el docente, al que le brindan secuencias didácticas detalladas y fichas de trabajo para entregar a sus estudiantes. Es por esto que, sin pretender presentar explicaciones teóricas exhaustivas, a lo largo de los distintos
Compartir