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COMPETENCIAS MATEMÁTICAS Y ACTIVIDAD MATEMÁTICA DE APRENDIZAJE Competencias matemáticas y actividad matemática de aprendizaje / Bernardo García Quiroga ... [et al.]. -- Florencia : Universidad de la Amazonía, 2013. 360 p. : il. ; 24 cm. Incluye bibliografía. ISBN 978-958-8770-17-8 1. Matemáticas - Enseñanza superior 2. Matemáticas - Problemas, ejercicios, etc. 3. Enseñanza de las matemáticas 4. Métodos de enseñanza I. García Quiroga, Bernardo, 1956- 510.7 cd 21 ed. A1427244 CEP-Banco de la República-Biblioteca Luis Ángel Arango La responsabilidad de los textos contenidos en esta publicación es exclusiva de(l) (os) autor(es). Prohibida la reproducción total o parcial, por cualquier medio fotográfico o digital, incluyendo las lecturas universitarias, sin previa autorización de(l) (os) autor(es). Competencias matemáticas y actividad matemática de aprendizaje. © Universidad de la Amazonia Sede Principal Calle 17 Diagonal 17 con Carrera 3F - Barrio Porvenir © Autores: Varios Autores Primera Edición: 300 Ejemplares Florencia - Caqueta, Colombia - Septiembre 2013 ISBN: 978-958-8770-17-8 © Universidad de la Amazonía Sede Principal Calle 17 Diagonal 17 con Carrera 3F - Barrio Porvenir Teléfono: (098) 4358786 ISBN 978-958-8770-17-8 Autores: Varios Autores Diagramación: Artes Gráficas del Valle S.A.S Primera Edición: 300 Ejemplares Florencia - Caqueta, Colombia - Septiembre 2013 Impreso en los talleres gráficos de Artes Gráficas del Valle S.A.S Calle 14 No 50 - 96 Tel: 3332742 - 3827503 www.artesgraficasdelvalle.com Cali - Colombia COMPETENCIAS MATEMÁTICAS Y ACTIVIDAD MATEMÁTICA DE APRENDIZAJE BERNARDO GARCÍA QUIROGA, ARNULFO CORONADO, LEONARDO MONTEALEGRE QUINTANA, ALBEIRO GIRALDO OSPINA, BLAN- CA ADRIANA TOVAR PIZA, SAMUEL MORALES PARRA, DAWSON DIDIER CORTÉS JOVEN. NUESTRO RECONOCIMIENTO Al Departamento de Ciencia y Tecnología (Colciencias), a la Universidad de la Amazonia, a la Gobernación del Caquetá, al Consejo Departamental de Ciencia, Tecnología e Innovación CODECYT+ I, CAQUETÁ, a la Caja de Compensación Familiar del Caquetá (COMFACA), a los estudiantes de la Maestría Ciencias dela Educación , Énfasis en Didác- tica de las Matemáticas,primera cohorte, al doctor Horacio Solar Bezmalinovic líder del grupo de investigación Com- petencias Matemáticas (COMMAT, Chile), a los profesores de matemáticas y Directivos de las Instituciones Educativas participantes: Su apoyo a nuestra actividad investigativa es esencial para la formación y consolidación de la comunidad regional de profesores e investigadores en Educación Matemática. CONTENIDO Prólogo ............................................................................................. 13 DESARROLLO DE COMPETENCIAS MATEMÁTICAS: APROXIMACIÓN A SU COMPLEJIDAD ................................................... 21 Competencias Matemáticas: conceptualización, retos y ............................ 25 perspectivas. ............................................................................................. 25 ¿Cuáles son los aspectos del desarrollo humano que están presentes en la competencia matemática? ................................................... 27 ¿Cuál es la estructura de la competencia matemática? .............................. 29 ¿Cuáles son sus componentes? ................................................................... 29 ¿Cómo se articulan los componentes de la competencia matemática con la actividad matemática de aprendizaje? .......................... 33 Modelo teórico a priori para caracterizar las competencias matemáticas del estudiante ......................................................................... 44 Significado para Educación Matemática .................................................... 50 CARACTERIZACIÓN DE LAS COMPETENCIAS MATEMÁTICAS DEL ESTUDIANTE COMPETENCIA MATEMÁTICA REPRESENTAR ASOCIADA AL OBJETO MATEMÁTICO FUNCIÓN LINEAL .............................................. 55 Los Sistemas Semióticos de Representación .............................................. 58 La Competencia Matemática Representar. ................................................ 63 Aspectos Asociados A La Competencia Matemática ................................. 66 Aspecto Afectivo ........................................................................................ 69 La tendencia de acción ................................................................................ 70 Procesos Asociados a Los Aspectos de La Competencia Matemática Representar .............................................................................. 71 Indicadores Asociados a Los Componentes de La Competencia Matemática Representar ............................................................................. 74 Complejidad de Las Tareas ......................................................................... 79 Aplicación Y Resultados Del Modelo Teórico A Priori .............................. 81 COMPETENCIA MATEMATICA MODELIZAR: EL CASO DE LA FUNCIÓN CUADRÁTICA .......................................... 105 Función cuadrática ...................................................................................... 119 Fenomenología de la función cuadrática .................................................... 123 Modelo teórico a priori de la Competencia Matemática Modelizar (CMM) ................................................................... 128 Sub-procesos matemáticos presentes en las fases de modelización ................................................................................. 128 Tareas y actividad matemática .................................................................... 131 Niveles de Complejidad .............................................................................. 133 El Componente metacognitivo de la CMM ................................................ 136 Componente de interacción social .............................................................. 138 Propuesta de un modelo de competencia matemática modelizar (MCMM) ................................................................ 140 Discusión de resultados y conclusiones ...................................................... 153 COMPETENCIA MATEMÁTICA PENSAR Y RAZONAR: EL CASO DE LA RAZÓN Y LA PROPORCIÓN ..................................... 161 Competencia Matemática Pensar Y Razonar .............................................. 163 Objeto Matemático Razón y Proporción ..................................................... 173 El concepto matemático de razón ............................................................... 175 Razones o fracciones ................................................................................... 176 Sistemas de Representación ........................................................................ 177 Fenomenología de La Razón y Proporción ................................................. 177 En La Cotidianidad ..................................................................................... 178 En La Matemática ..................................................................................... 179 Teorema De Thales ..................................................................................... 179 El Modelo Teórico A Priori ......................................................................... 180 El Aspecto Afectivo .................................................................................... 182 La Tendencia De Acción ............................................................................. 183 Procesos Asociados a los Aspectos de la Competencia Matemática Pensar Y Razonar .............................................. 183 Procesos asociados al aspecto cognitivo ..................................................... 184 Proceso asociado al aspecto afectivo .......................................................... 185 Proceso asociado a la tendencia de acción ..................................................185 Descriptores Asociados a los Componentes de La .................................... 186 Competencia Matemática Pensar y Razonar ............................................... 186 Tarea y Actividad Matemàtica .................................................................... 187 Complejidad en Las Tareas Matemáticas .................................................... 189 Aplicación del Modelo Teórico a Priori y Caracterización de la Competencia Matemática Pensar y Razonar ........... 191 Primeras Conclusiones ................................................................................ 204 COMPETENCIA MATEMÁTICA PLANTEAR Y RESOLVER PROBLEMAS: EL CASO DE LA MEDIANA COMPETENCIA MATEMÁTICA PLANTEAR Y RESOLVER PROBLEMAS Y EL APRENDIZAJE DEL OBJETO MATEMÁTICO LA MEDIANA ............................................................... 215 Sistemas de representación numérico y algebraico. ................................... 230 Modelo Teórico a Priori de la investigación ............................................... 235 Secuencias Didácticas ................................................................................. 237 Caracterización de la competencia Matemática ......................................... 243 Conclusiones ............................................................................................. 253 COMPETENCIA MATEMÁTICA COMUNICAR Y APRENDIZAJE DE LOS OBJETOS MATEMÁTICOS TRIÁNGULO Y CIRCUNFERENCIA ...................................................... 267 Concepción De Competencia Matemática ................................................. 270 PARA EL CASO DEL TRIÁNGULO: ....................................................... 270 REPRESENTACIÓN SEMIÓTICA GRÁFICA ......................................... 274 ASPECTO AFECTIVO: ............................................................................. 278 ASPECTO DE TENDENCIA DE ACCIÓN .............................................. 278 PARA EL CASO DE LA CIRCUNFERENCIA: ........................................ 278 Aspecto afectivo .......................................................................................... 281 Aspecto de tendencia de acción: ................................................................. 282 Procesos Matemáticos Asociados al Aspecto Cognitivo De La Cmc ......... 283 Para El Caso de La Circunferencia ............................................................. 283 Proceso asociado al aspecto afectivo .......................................................... 287 Proceso asociado al aspecto de tendencia de acción ................................... 288 Capacidades Asociadas A La Competencia Matemática ........................... 288 Comunicar ............................................................................................. 288 Descriptores Y Actuaciones Asociadas A La Competencia ....................... 290 Matemática Comunicar ............................................................................... 290 Tareas, Situaciones Matemáticas y Niveles de Complejidad ...................... 290 Situación Matemática .................................................................................. 291 Modelo Teórico A Priori (Mtap) ............................................................... 292 Actividades de Intervención En El Aula ..................................................... 299 Tarea 1: Trazado y Clasificacion De Triángulos ......................................... 300 Tarea 2: Trazado y Clasificacion De Triángulos ......................................... 302 Tarea 3: Clasificacion de Triángulos ........................................................... 303 Descriptores de los Aspectos Afectivos y Tendencia de Accion de La Cmc ................................................................ 305 Para El Caso De La Circunferencia: ........................................................... 305 Aplicación Del Modelo Teórico A Priori (Mtap) y Caracterización de La Cmc .......................................................... 306 Descriptores para evaluar el nivel de complejidad de la competencia matemática comunicar: oral – escrita .................................... 308 Análisis de información .............................................................................. 310 Descriptores de los aspectos afectivos y tendencia a la ............................ 327 acción de la CMC ........................................................................................ 327 Procesos asociados al aspecto cognitivo ..................................................... 334 Procesos asociados al aspecto afectivo y ................................................... 337 tendencia de acción ..................................................................................... 337 Balance de los procesos afectivos y de tendencia de acción ..................... 340 Balance General del Proceso y Resultados de La Intervencion en El Aula ......................................................................... 340 RECONOCIMIENTO ESPECIAL ............................................................ 345 BIBLIOGRAFÍA......................................................................................... 347 SOBRE LOS AUTORES ............................................................................ 357 PRÓLOGO En agosto del 2012 recibo una invitación para asistir al “I Encuentro Inter- nacional de Matemáticas y Física: Conocimiento e Investigación Aplicados a la Educación” durante los días 12, 13 y 14 de septiembre en la ciudad de Florencia Caquetá, Colombia. Evento organizado por el Programa de Licenciatura en Matemáticas y Física de la Universidad de la Amazonia. Ante mi sorpresa conocían los trabajos sobre competencias matemáticas que estaba desarrollando, y me decido a ir rumbo a Florencia a conocer a este grupo conformado por académicos y profesores que también estaban trabajando sobre el tema de competencias matemáticas. Es así como conocí a Bernardo, Arnulfo, y a todo el grupo de investigación Desarrollo Institucional Integrado (DII) de la Universidad de la Amazonia. Al ir conociendo sus trabajos que se presentaban en el I Encuentro internacional, pude apreciar cómo nuestro grupo de investigación Competencias Matemáticas (COMMAT) y el grupo de investigación DII habían recorrido caminos similares para entender la naturaleza de las competencias matemáticas. En aquel entonces, recuerdo haber estado en la presentación de varias de las investigaciones que son presentadas en este libro, y es una verdadera alegría poder evidenciar que aque- llas experiencias en el aula en que se indagaba por el desarrollo de competencias matemáticas como Representar, Modelizar, Pensar y Razonar, Plantear y Resol- ver problemas y Comunicar, con sus respectivos objetos matemáticos, llegaron a plasmarse en un libro. Por ello es que quiero iniciar este prólogo del libro “Competencias Matemá- ticas y Actividad Matemática de Aprendizaje”, felicitando a los profesores e investigadores que se atrevieron a realizar esta investigación, por tres razones: la primera razón es por el tesón y prolijidad con que han estudiado la noción de competencia matemática; en un libro anterior de estos mismos autores (García, Coronado, Montealegre, Tovar, Giraldo, Morales y Cortés 2012) se realiza un Varios autores 14 estudio acabado sobre las competencias matemáticas y se dan los fundamentos para lo que serán los planteamientos de este libro. La segunda razón es por haber caracterizado un modelo de competencia, denominado Modelo Teórico a Priori, para estudiar el desarrollo de competencias en los estudiantes. La tercera razón, y quizás la más importante, es porque este libro presenta evidencias del aprendi- zaje de los estudiantes y el desarrollo de las competencias, ello es particularmente relevante porque a la fecha existe una carencia de investigaciones y experiencias que tengan evidencia sobre el desarrollo de competencias matemáticasen los estudiantes, y en este libro, por medio de diferentes experiencias, se describe el desarrollo en los estudiantes de diferentes competencias matemáticas. Ello es sin duda un aporte a la comunidad de Educación Matemática, tanto desde el punto de vista de la docencia como de la investigación. La lectura del libro para mí ha sido de gran interés, en lo personal, porque me encuentro con que el Modelo de Competencia Matemática (MCM) que se generó a raíz de mi tesis doctoral (Solar 2009), permitió el desarrollo del Modelo Teórico a Priori que permite caracterizar las competencias matemáticas en el estudiante. Los componentes del MCM y de qué manera se utiliza elz Modelo Teórico a Prio- ri, se pueden encontrar en el primer capítulo del libro, así que prefiero detenerme en explicar los orígenes del MCM. Entre los años 2005 y 2006 en una revisión de la literatura sobre competencias matemáticas, pude darme cuenta de que no existía una variada literatura de libros sobre la importancia de desarrollar compe- tencias matemáticas en el aula, pero a su vez, había una carencia de investigacio- nes que mostraran experiencias concretas. En aquella búsqueda me encontré con el libro” Principios y Estándares para la Educación Matemática”, del National Council of Teachers of Matemathics (NCTM, 2003), propuesta curricular de esta reconocida sociedad de profesores de EEUU, cuya problemática dio origen a lo que sería la línea de competencia matemática que estamos actualmente desarro- llando. Permítanme citar la introducción del capítulo de aquel libro en que se describen los estándares (NCTM; 2003, pag 31): ¿Qué contenidos y procesos matemáticos deberían conocer y ser capaces de usar los estudiantes a medida que progresan en su escolarización? …Principios y Estándares presenta la propuesta del NCTM sobre lo que debería valorarse en la enseñanza de las matemáticas. Se requieren unos estándares ambiciosos para lograr una sociedad que tenga la capacidad de pensar y razonar matemáticamente, y una base útil de conocimientos y destrezas matemáticas. Los diez Estándares que se presentan en este capítulo describen un conjunto co- herente de conocimientos y competencias matemáticas; una base comprensiva re- comendada para todos los estudiantes, en vez de un menú a partir del cual tomar decisiones curriculares. Son descripciones de lo que la enseñanza matemática debe- ría lograr que los estudiantes conozcan y hagan. Especifican la comprensión, el co- nocimiento y las destrezas que deberían adquirir los alumnos, desde Prekindergar- ten al nivel 12. Los Estándares de Contenidos (Números y operaciones, Álgebra, Geometría, Medida y Análisis de datos y Probabilidad) describen explícitamente 15 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje los contenidos que deberían aprender. Los Estándares de proceso (Resolución de problemas, Razonamiento y demostración; Comunicación, Conexiones y Repre- sentación) ponen de relieve las formas de adquisición y uso de dichos contenidos. Esta relevancia que se le atribuyen a los procesos matemáticos, el detalle en describirlos en cada nivel educativo y la manera de diferenciarlos de los conteni- dos, permite concluir que esta propuesta curricular dio un gran paso para mostrar cómo desarrollar procesos matemáticos. Pero a su vez dejó una pregunta abierta que sirvió de inspiración para idear el modelo de competencia matemática: ¿De qué manera se puede articular los contenidos con los procesos? Esta pregunta asentó las bases para caracterizar el Modelo de Competencia Matemática, en que se consideró como premisa de que las competencias matemáticas se desarrollan en un objeto matemático específico; por ejemplo, los procesos involucrados en modelar en el estudio de funciones lineales, pueden ser diferentes que en el estudio de cuadriláteros. Por ello es necesario un estudio profundo del objeto matemático para llegar a encontrar los procesos involucrados en una competencia matemática. Este punto de vista está fuertemente arraigado en este libro, en que se realiza un estudio aca- bado de objetos matemáticos tales como la función lineal y cuadrática, razón y proporción, la mediana, el triángulo y la circunferencia, que sirven de base para promover los procesos en juego en las competencias de representar y modelizar, Pensar y Razonar, Plantear y Resolver problemas y Comunicar, respectivamente. Finalmente, quiero invitar a los lectores a adentrarse en el modelo teórico a priori que propone este libro, su lectura me dio una visión de cómo investigar so- bre el aprendizaje de las competencias y, sin duda, me servirá de inspiración para futuros estudios sobre el desarrollo de competencias en los estudiantes. Horacio Solar Concepción, Agosto 2013. (Chile) INTRODUCCIÓN Este libro es un avance del proyecto de investigación “Desarrollo de Com- petencias Matemáticas en estudiantes de educación básica y media del departa- mento del Caquetá” adelantado por el grupo de investigación “Desarrollo Insti- tucional Integrado” de la Universidad de la Amazonia. El avance se corresponde con el final de la primera fase, la cual se centró en caracterizar las competencias matemáticas de los estudiantes de las instituciones educativas que participaron de la investigación durante los últimos cuatro años. Asumir este foco de investigación implicó el estudio de las siguientes cinco competencias matemáticas articuladas al aprendizaje de unos objetos matemáti- cos específicos: • Competencia matemática Representar y objeto matemático función lineal • Competencia matemática Modelizar y objeto matemático función cuadrá- tica • Competencia matemática Pensar y Razonar y objeto matemático Razón y proporción. • Competencia matemática Plantear y Resolver problemas y objeto matemá- tico la Mediana. • Competencia matemática Comunicar y objetos matemáticos Triángulo y Circunferencia. El desarrollo de este proceso condujo al grupo de investigación a planificar un trabajo continuo de intervención didáctica en el aula en torno a situaciones de enseñanza y aprendizaje focalizadas en el desarrollo de las competencias ma- temáticas del estudiante. Este proceso, de naturaleza compleja y prolongada, se Varios autores 18 instaló en el marco de tres problemas centrales que sintetizaron esta primera fase del proceso investigativo: • ¿Cuáles son los aspectos del desarrollo humano que se evidencian en la competencia matemática? • ¿Cuál es la estructura de la competencia matemática? ¿cuáles son sus com- ponentes? • ¿Cómo se articulan los componentes de la competencia matemática con la actividad matemática de aprendizaje del estudiante? Por la transversalidad conceptual de estos problemas en la investigación, cada uno de ellos se aborda en el primer capítulo del libro y constituyen el marco ge- neral para la caracterización de las competencias matemáticas investigadas. El primer problema se aborda desde los referentes teóricos de D’Amore, Go- dino y Fandiño (2008), quienes reconocen en una competencia matemática tres aspectos: • El cognitivo: conocimiento de la disciplina; • El afectivo: disposición, voluntad, deseo de responder a una determinada solicitud (externa o interna) y • La tendencia de acción: persistencia, continuidad, dedicación. (p, 44) El segundo problema asume el referente conceptual de Solar (2009), quien plantea un Modelo de Competencia Matemática. Según el autor, una competencia matemática se compone de: las tareas matemáticas, los procesos matemáticos y los niveles de complejidad. Estos componentes y la propuesta de modelo de competencia fueron esenciales en nuestra investigación para la caracterización del aspecto cognitivo de las competencias matemáticas. El tercer problema lo relacionamos directamente con conceptos claves en el desarrollo de competencias matemáticas y estratégicos en nuestra investigación. Desde Rico y Lupiañez (2008), se estudió una perspectiva curricular que relacio- na contenidosy procesos matemáticos y, una perspectiva didáctica que relacio- na expectativas de aprendizaje a corto plazo (los objetivos) con expectativas de aprendizaje a largo plazo (las competencias). Bishop (2005) aporta la importan- cia de compartir y desarrollar el significado matemático como propósito central de la clase. Sfard (2008), contribuye a resignificar el aprendizaje desde la metá- fora de la participación y la capacidad discursiva del estudiante para comunicar matemáticas en su comunidad de aprendizaje (la clase). Tobón, Pimienta y García (2010), aportan el concepto de secuencia didáctica y enriquecen el concepto de competencia. Valero y Skovmose (2012), amplían el panorama conceptual y la 19 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje perspectiva didáctica y curricular desde la visión sociopolítica de la educación matemática. La segunda parte del libro se presenta en el capítulo 2, en él se desarrolla la caracterización de cada una de las cinco competencias matemáticas enunciadas. Esta caracterización se focalizó en: • El aspecto cognitivo de la competencia: se formulan tareas matemáticas específicas, se planifican unos procesos matemáticos asociados a cada competencia y se asumen los niveles de complejidad planteados por la prueba PISA (Reproducción, Conexión y Reflexión). El estudiante, enton- ces, en su actividad matemática de aprendizaje, resuelve tareas y desarrolla procesos matemáticos de complejidad creciente para evidenciar la movili- zación y el progreso de sus competencias matemáticas. • El aspecto afectivo: se asumen de este aspecto los procesos de disposición, voluntad y deseo de usar socialmente su competencia matemática. • El aspecto de tendencia de acción: se asumen los procesos de persistencia y continuidad como objetos de valoración de la competencia. Consideramos que este segundo capítulo es un aporte específico y concreto a problemas que caracterizan la cotidianidad del profesor de matemáticas: ¿qué son las competencias matemáticas? ¿Cómo progresan las competencias matemá- ticas? ¿De qué manera se relacionan los contenidos con las competencias mate- máticas? (Solar, 2009, p. 13). Estos problemas se inscriben en el proceso complejo y prolongado del de- sarrollo de competencias matemáticas del estudiante. Contribuir a estudiar esta complejidad y a construir soluciones alternativas, no solo es un reto y un deber científico de la comunidad internacional de Educación Matemática; es además, contribuir a desarrollar y consolidar esta nueva línea de investigación y sobre todo, representa un esfuerzo intelectual para proponer caminos alternativos de construcción de un discurso potente para resignificar el concepto de competencia, instalarlo en un enfoque de naturaleza sociocultural que asuma las matemáti- cas como un fenómeno cultural y la competencia matemática como “la reflexión sobre el empleo y uso de las matemáticas en la sociedad” (García, Acevedo y Jurado, 2003, p. 13). De esta manera, el grupo de investigación espera que este aporte a la Educa- ción Matemática colombiana genere nuevas investigaciones y nuevos procesos que contribuyan a que nuestro estudiante no solo sea competente con las mate- máticas como estudiante sino también y muy especialmente, como ciudadano. CAPÍTULO I DESARROLLO DE COMPETENCIAS MATEMÁTICAS: APROXIMACIÓN A SU COMPLEJIDAD DESARROLLO DE COMPETENCIAS MATEMÁTICAS: APROXIMACIÓN A SU COMPLEJIDAD ¿Qué sería una competencia sin el deseo, sin la voluntad y sin el gusto de hacer uso de ella? (Bruno D’Amore, 2008) El término competencia está cargado de una alta complejidad: no solo su eti- mología, que lo hace polisémico, también su carga ideológica, atribuida espe- cialmente a sus orígenes por fuera del campo educativo y en el marco de un Saber – Hacer eficientista al servicio de tendencias económicas globalizantes y de influencia neoliberal. No obstante, es esta misma complejidad del término la que, en el campo de la Educación, la Pedagogía, la Didáctica y el Currículo, permite asumirlo como un objeto de estudio nuevo, complejo y potente para la investigación y, en conse- cuencia, para ayudar a generar nuevas perspectivas teóricas y metodológicas que orienten una propuesta didáctica que apenas comienza a construirse en educación matemática: enseñar para el desarrollo de competencias matemáticas en el es- tudiante. Aunque el propósito de este libro es presentar unos primeros resultados de investigación en Competencias Matemáticas, es necesario hacer unas precisiones sobre algunos aspectos de la complejidad que subyace al concepto de competen- cia. Para un mayor conocimiento de este aspecto, recomendamos al lector ver García et al (2012). Para García, Acevedo y Jurado (2003), el concepto de competencia es muy ambiguo y sus sentidos deben asumirse desde dos dimensiones que implican vi- siones políticas divergentes sobre la educación: Varios autores 24 • la competencia asociada con la educación para la eficacia y las demandas del mercado, en donde el saber – hacer que se reclama debe entronizarse con la tendencia de la economía mundial hacia la globalización y los mo- delos neoliberales; y • la competencia asociada con la educación integral y la formación de su- jetos críticos, en donde el saber – hacer que se invoca ha de vincularse con los contextos socio – culturales y el sentido ético humanístico en las decisiones sobre los usos del conocimiento y la cualificación de las condi- ciones de vida de las personas. (p. 12) Nuestro grupo de investigación adhiere a la postura socio – cultural sobre las competencias, asume que es mucho más que un Saber – Hacer y, por tanto, su dimensión teórica se instala más en el concepto de Formación que en el de Ins- trucción: involucra aspectos cognitivos, afectivos, volitivos, éticos y de tendencia de acción que implica una pragmática de uso social de la misma competencia. En esencia, de eso se trata este libro: a partir de un proceso de conceptualización sobre las complejidades del desarrollo de las competencias matemáticas del es- tudiante, se construye la caracterización del proceso de movilización de compe- tencias de los estudiantes focalizado en su actividad matemática de aprendizaje. Continuando con las precisiones, nos interesa presentar algunas planteadas por el Dr. Carlos Vasco en el 11° Congreso de la Asociación Colombiana de Ma- temática Educativa (ASOCOLME), Octubre de 2010, respecto a la concepción de competencia: • Sobre la etimología de “competencia”: del latín “competere” que se puede entender como competir. • También proviene de “cum-petere”: “dirigirse con”, tender hacia una meta conjuntamente con otros. El Dr. Vasco afirma que “puede acentuarse en lo competitivo o en lo cooperativo” Asume además una postura que, a nuestro juicio, ilumina un poco la opción teórica del maestro y del investigador: Prefiero pensar que la palabra “competencia” en el ámbito educativo no viene de competir, sino de “ser competente”. Ya veremos que no es lo mismo que “ser experto”…pero si es lo contrario de ser incompetente… Desde la perspectiva socio – cultural que comparte nuestro grupo de inves- tigación, asumimos las matemáticas como un fenómeno cultural, histórico, que postula un conocimiento construido y compartido social y culturalmente; además, socialmente útil. Esta utilidad social de las matemáticas es clave que el maestro la comprenda y la asuma para promover desde sus prácticas de enseñanza una prag- mática de uso, aprendizajes situados y solución de problemas contextualizados. 25 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje En esta dirección teórica, asumimos los aportes de Vasco (2010), en el sentido de que enseñar para el desarrollo de competencias se inscribe en la etimología de “cum – petere”, pues este desarrollo no solo es individual, sino también y muy especialmente, social y cultural. Por ello, es el maestro quien debe poner el énfasis en lo cooperativo,en la interacción entre los sujetos que aprenden y menos, mucho menos, en lo competitivo. No es suficiente para una educación matemática de calidad, que el estudiante sea competente con las matemáticas solo como estudiante, es indispensable que lo sea también como ciudadano, en contextos extraescolares. Esto no será posible si no comprende la utilidad social de las matemáticas. En su conferencia el Dr. Vasco plantea una interesante disyuntiva frente a las alternativas de las competencias en lo educativo: rechazar los discursos asociados al concepto de competencia, entre otras causas, por su carga ideológica; o, a cam- bio, construir como comunidad académica un “concepto potente de competencia y configurar un discurso propio pedagógicamente productivo sobre las compe- tencias. Yo prefiero trabajar en lo segundo”. Desde luego que nuestro grupo de investigación también asumió esa opción, es más, este libro es un producto de esa alternativa: investigar para nutrir el debate académico y construir colectivamente un camino pedagógico, didáctico y curri- cular que oriente una enseñanza para el desarrollo de competencias matemáticas. COMPETENCIAS MATEMÁTICAS: CONCEPTUALIZACIÓN, RETOS Y PERSPECTIVAS. El propósito de este apartado es argumentar en torno a las principales concep- ciones que influyeron en la investigación, especialmente en la discusión sobre los aspectos del desarrollo humano presentes en las competencias matemáticas, en sus componentes y su articulación didáctica y curricular. Es esencial que el profesor asuma postura teórica respecto a las diversas con- cepciones de competencia matemática, ello marcará su rol frente a problemas cotidianos de aula como: ¿Cómo lograr en el estudiante una inclinación cultural favorable hacia las matemáticas? ¿Qué hacer en clase para que aprender matemáticas sea socialmente útil para los estudiantes? ¿Cómo transformar las tareas matemáticas en propuestas significativas de tra- bajo en la cotidianidad del estudiante? ¿Qué competencias matemáticas promover y contribuir a movilizar en clase? ¿Cuál es la(s) perspectiva(s) didáctica y la(s) perspectiva(s) curricular que se asumen para el desarrollo de competencias matemáticas del estudiante? Varios autores 26 ¿Cómo se asume la actividad matemática de aprendizaje? y ¿cómo se articula esta con el desarrollo de los procesos matemáticos? Estos son problemas complejos, retos y perspectivas en educación matemá- tica muy actuales para el maestro, las instituciones educativas y el Ministerio de Educación Nacional (MEN). Su solución se instala más en la investigación y el trabajo de comunidades académicas y menos en los decretos y resoluciones administrativas. En nuestra investigación, estos problemas se asumieron desde dos considera- ciones teóricas en educación matemática, ambas inscritas en la perspectiva socio- cultural y política: • “¿Cómo los significados de las matemáticas escolares y las competencias que ellas pretenden promover se constituyen en un campo de práctica social” (Valero y Skovmose, 2012, p. XII) que articule las tareas matemá- ticas y la actividad matemática de aprendizaje con problemas de contextos escolares y extraescolares? • ¿Cómo situar en el centro de la clase de matemáticas “la necesidad de com- partir y desarrollar el significado matemático? (Bishop, 2005, p. 23) Es desde esta óptica que abordamos el proceso de conceptualización en com- petencias matemáticas. No se trata de hacer un registro antecedente al respecto, para ello recomendamos al lector ver García et al (2012). A cambio, se trató de desarrollar un amplio proceso de conceptualización que permitiera asumir un cor- pus teórico y metodológico para intervenir en el aula de matemáticas y contribuir al complejo y prolongado proceso de desarrollo de competencias matemáticas del estudiante. Entonces, el proceso de conceptualización sobre el desarrollo de las compe- tencias matemáticas, se instaló en el marco de tres problemas específicos para nuestra investigación: • ¿Cuáles son los aspectos del desarrollo humano que están presentes en la competencia matemática? • ¿Cuál es la estructura de la competencia matemática? ¿cuáles son sus com- ponentes? • ¿Cómo se articulan los componentes de la competencia matemática con la actividad matemática de aprendizaje del estudiante? A continuación se abordan cada uno de estos problemas. 27 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje ¿CUÁLES SON LOS ASPECTOS DEL DESARROLLO HUMANO QUE ESTÁN PRESENTES EN LA COMPETENCIA MATEMÁTICA? Este problema se considera esencial para el profesor de matemáticas, además de relacionarse directamente con la concepción de competencias, su estudio y com- prensión tiene implicaciones didácticas y curriculares evidentes para el proceso de enseñanza y para la actividad matemática de aprendizaje. Para estudiar este problema, el referente teórico base fue D’Amore, Díaz Go- dino y Fandiño (2008). Nuestros planteamientos sobre este problema giran en torno a desarrollar su idea de que en una competencia matemática se evidencian tres aspectos: • el cognitivo: conocimiento de la disciplina • el afectivo: disposición, voluntad, deseo de responder a una determinada solicitud (externa o interna) • la tendencia de acción: persistencia, continuidad, dedicación. (p. 44) Al considerar que en la competencia matemática se evidencian estos tres as- pectos, los autores instalan el desarrollo de competencias en la formación más que en la instrucción del estudiante. Por tanto, es necesario tomar distancia de evaluar el desarrollo de la competencia matemática del estudiante focalizando el proceso evaluativo en lo cognitivo. Se asume que, además de este aspecto, es esencial ayudar a generar una inclinación cultural favorable del estudiante hacia las matemáticas, hacia su aprendizaje y uso social. Sin ello, difícilmente se in- volucrará con gusto y voluntad en el desarrollo de procesos matemáticos y en la resolución de problemas por muy contextualizados que sean. Como lo dicen los autores “¿Qué sería una competencia sin el deseo, sin la voluntad y sin el gusto de hacer uso de ella? (Ibid, p. 21). Lo anterior implicó para el grupo de investigación tomar prudente distancia del propósito evaluativo de las pruebas masivas en competencias matemáticas tanto internacionales como nacionales (PISA, TIMSS, LLECE, SABER, etc.). Si bien reconocemos el aporte en los niveles de complejidad asociados a la eva- luación del aspecto cognitivo de la competencia, consideramos que, en el aula de clase, el docente debe contribuir a generar procesos de interacción entre los su- jetos que contribuyan al desarrollo de aspectos afectivos, volitivos, éticos, meta- cognitivos y de pragmática de uso de la competencia matemática. Ello permitiría no clasificar al estudiante, sino valorar la calidad de su actividad matemática de aprendizaje y caracterizar el desarrollo de sus competencias a partir de la mo- vilización de procesos matemáticos específicos asociados a estas. Esta postura didáctica se desarrolla más adelante en este libro al caracterizar las competencias matemáticas objetos de estudio en la investigación. Consideramos que es un pri- Varios autores 28 mer aporte del libro al debate sobre el desarrollo de competencias matemáticas en los estudiantes. Como una consecuencia lógica de los anteriores argumentos, los autores plan- tean que la competencia matemática es, por tanto, un concepto complejo y diná- mico: • Complejo porque aborda dos componentes: a) Uso (exógeno, externo, consciente, intencional y contextualizado) y b) el Dominio (endógeno), requiere elaboración cognitiva y creativa. Hace referencia a los contenidos matemáticos. • Dinámico porque además de los aspectos anteriores, comprende factores metacognitivos: voluntad, deseo de saber y de usar los conocimientos, de aumentar la propia competencia, de valorar la calidad de su aprendizaje. (p. 11) Puede apreciarse que para los autoreses claro que la competencia matemá- tica se asocia a la capacidad de afrontar problemas y actividades matemáticas de aprendizaje significativas y complejas por parte del estudiante, es decir, se focaliza en el aprendizaje del estudiante, no en la enseñanza. Como afirma Vasco (2010): “…prefiero hablar de enseñanza para el desarrollo de competencias…” Esto es muy importante para el profesor de matemáticas: es la calidad de la ac- tividad matemática de aprendizaje la que determina la calidad de los procesos matemáticos que desarrolla el estudiante y, por tanto, de su nivel de complejidad e integralidad creciente. Otra consecuencia didáctica se deriva al postular los autores que la filosofía de las matemáticas que subyace a las competencias es de naturaleza pragmática (p. 47), por tanto, se distancia de las corrientes realistas centradas en la metáfora de la “adquisición” (Sfard, 2008) y en el transfer cognitivo (relación causal), como se presenta en la figura 1: Figura 1: Competencia matemática como adquisición. Una teoría pragmática asume que todo aprendizaje es situado y que la compe- tencia se moviliza en el uso social; es la situación y la pragmática de uso (en for- ma simultánea) lo que determina la construcción del conocimiento y el desarrollo de competencia matemática del estudiante. El uso y el contexto sociocultural dan sentido a los conceptos, por ello, conocimiento y competencia se construyen 29 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje simultáneamente en la misma acción en forma complementaria, en una relación de recíproca influencia, como se presenta en la figura 2: Figura 2: Competencia y aprendizaje situado. (D’Amore, et al, 2008, p.47) Este aporte es de mucha utilidad teórica y metodológica para la didáctica de las matemáticas, además de dar mayor solidez al concepto de utilidad social de las matemáticas, caracteriza la naturaleza del aprendizaje articulándolo con el contexto socio – cultural del estudiante y a la actividad matemática de este en contextos escolares y extraescolares, a condiciones de uso social de la compe- tencia por parte del sujeto que aprende. Por ello se habla de aprendizaje situado. En general, puede concluirse entonces, que el desarrollo de la competencia matemática se instala en una concepción integral del desarrollo del sujeto que aprende matemáticas. Por tanto, la actividad matemática de aprendizaje del es- tudiante, debe movilizar conocimientos, procesos matemáticos, actuaciones que evidencien voluntad, disposición, persistencia e inclinación cultural favorable a usar las matemáticas en contextos escolares, extraescolares y sociales. Esta actua- ción y uso de las matemáticas deben ceñirse a la ética y la responsabilidad social y cultural propia de un ciudadano que aprende y hace uso de un bien cultural de la humanidad como son las matemáticas. Continuando con la conceptualización, se arriba al segundo problema central en nuestra investigación: ¿CUÁL ES LA ESTRUCTURA DE LA COMPETENCIA MATEMÁTICA? ¿CUÁLES SON SUS COMPONENTES? Este problema, igual que el anterior, es una de las preguntas que se hace el profesor de matemáticas que se propone enseñar para el desarrollo de competen- cias matemáticas. Conocer la estructura de la competencia matemática es defini- tivo en la calidad de esa enseñanza. Varios autores 30 Para el estudio de este problema, el referente central fue la tesis doctoral del Dr. Horacio Solar (2009), destacado profesor e investigador chileno en la línea de Competencias Matemáticas. El inicia el estudio de este problema con las si- guientes preguntas: …¿de qué manera se adquiere la competencia matemática? y como consecuencia las preguntas derivadas: ¿qué son las competencias matemáticas? ¿cómo progresan las competencias matemáticas? ¿de qué manera se relacionan los contenidos con las competencias matemáticas? (p. 13). En el proceso de construir respuestas a estos interrogantes, el autor manifiesta que “…se concretó el primer objetivo de la investigación que consistía en elabo- rar un modelo de competencia matemática que fuera útil tanto para planificar una secuencia didáctica como para analizar su desarrollo en el aula de matemáticas” (p. 13) Solar parte de Abrantes (2001) y de Niss (1999), al identificar también las competencias con los procesos matemáticos tales como comunicar, resolver pro- blemas, representar, calcular, modelizar entre otros. De esta manera, el trabajo de investigación se centró en formular un modelo en el cual las competencias sean los procesos matemáticos organizadores del currículo. En ese orden de ideas, cada nivel escolar deberá especificar en su propuesta curricular de matemáticas, qué competencias asume desarrollar. Esto es posible, pues se asume que las com- petencias matemáticas, al igual que los procesos matemáticos, son expectativas de aprendizaje a largo plazo y, en general, su desarrollo es transversal a los con- tenidos de las matemáticas escolares. …las competencias se desarrollan desde un tópico matemático que incorpora tanto los procesos que conforman una competencia como los contenidos formulados en términos de tareas matemáticas. Las tareas no son las actividades que se presentan en una secuencia didáctica, sino que caracterizan “las matemáticas” que se encuen- tran en las actividades. Las tareas son parte del contenido a tratar, estas cambian de una secuencia didáctica a otra y se desarrollan a corto plazo. Respecto a la pregunta ¿cómo progresan las competencias matemáticas?, el autor la asume en dos nuevos interrogantes: ¿de qué manera se progresa? y ¿cuáles son las variables a considerar para estudiar el progreso de los estudiantes? (p.14) Resolver estas preguntas, permite al profesor Solar aportar otro elemento esencial en su propuesta de modelo de competencia: los niveles de compleji- dad asociados a la competencia. Estos niveles de complejidad son los que el estudiante debe enfrentar cuando resuelve tareas matemáticas. Es decir, es en la actividad matemática de aprendizaje que el estudiante evidencia el progreso de su competencia. Al resolver tareas con creciente nivel de complejidad, el estudiante desarrolla procesos matemáticos, despliega capacidades, usa la competencia ma- 31 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje temática para resolver problemas contextualizados cada vez más complejos. El autor lo expresa así: Nos sentamos sobre la base de que por medio de la actividad matemática se puede estudiar el desarrollo de las competencias; este mismo principio se aplica al progre- so de una competencia, con el propósito de poder identificar el progreso según el tipo de actividades que son capaces de resolver los estudiantes. (p. 14) Entonces, la actividad matemática de aprendizaje como la asumió nuestra in- vestigación, es propia del estudiante y su progreso está dado por los diferentes niveles de complejidad que se evidencian con el progreso de la competencia del estudiante. Este progreso se expresa cuando es evidente que el estudiante pien- sa, razona, representa, modeliza, comunica, etc. en su actividad matemática de aprendizaje; cuando moviliza sus capacidades, demuestra voluntad, persistencia, comprensión y una aceptación cultural para hacer uso social de sus competencias matemáticas de forma ética y responsable. Es necesario precisar que Solar no asume la actividad matemática de aprendi- zaje del estudiante como un componente de la competencia. Es nuestra investiga- ción que, apoyados en su investigación, la asume como un componente de nues- tro modelo teórico a priori de competencia focalizado en el aprendizaje como se argumentará más adelante. De esta manera, Solar (2009, p.57) presenta uno de sus principales aportes en su tesis doctoral: el Modelo de Competencia Matemática (MCM), con el siguien- te gráfico: Cultura matemática Competencias Matemáticas Tareas Matemáticas Procesos Matemáticos Niveles de complejidadFigura 3. Modelo de Competencia Matemática (MCM). (Solar, 2009, p. 57) Para el autor, una competencia matemática se constituye de tareas matemáti- cas, procesos matemáticos y niveles de complejidad (p. 68). Esto se puede com- Varios autores 32 prender mejor cuando se estudia el propósito básico del MCM y sus implicaciones didácticas. Este propósito se centra en articular las expectativas de aprendizaje a corto plazo (los objetivos específicos), con las expectativas de aprendizaje a largo plazo (las competencias). Es decir, el modelo “…es una estructura o estrategia articuladora…” entre estas dos expectativas de aprendizaje (p. 55). Específica- mente, los objetivos son de la clase, de la unidad didáctica, de un conjunto de actividades que se desarrollan en el corto plazo. En este proceso, el estudiante debe evidenciar que “progresa” en el desarrollo de su competencia. Este pro- greso se demuestra cuando en su actividad matemática de aprendizaje enfrenta tareas matemáticas con nivel creciente de complejidad, cuando pone en juego capacidades, aspectos afectivos, volitivos, metacognitivos y de tendencia de ac- ción específicos. Nosotros incluimos también como evidencia de este progreso, el saldo pedagógico del error del estudiante y de su persistencia para identificarlo, comprenderlo y superarlo. Esto es esencial para dignificar el aprendizaje de las matemáticas escolarizadas. Aunque más adelante se profundizará en cada uno de los componentes de una competencia matemática, es necesario presentar aquí una breve idea de ellos. Cultura Matemática: el autor asume que la Alfabetización Matemática (mathe- mátical literacy) “se logra mediante el desarrollo de competencias matemáticas” (p. 54). Entonces, propone como punto de partida para el MCM la noción de Alfabetización Matemática, pues la asume como sinónimo de la competencia matemática; no obstante, opta por el término del francés “Culture mathematique” que, a su juicio, recoge un mejor sentido de la versión dada en lengua castellana a la expresión inglesa Mathematical literacy (Alfabetización matemática), como se asume en OCDE (2003). Competencias matemáticas: las asume como procesos que articulan el currí- culo a distintos niveles. Para ello, deben cumplir los siguientes criterios: • vincular a una competencia una serie de procesos matemáticos específicos • contribuir a organizar las actividades matemáticas en función de las com- petencias que se desarrollan y • ser significativas para la actividad matemática escolar. Ello contribuye a generar sentido y calidad a la actividad matemática de aprendizaje. Procesos matemáticos: cada competencia se compone de proceso matemáti- cos como representar, demostrar, argumentar, analizar, resolver, graficar, calcular, modelizar, visualizar, etc. Destacamos una implicación curricular de este compo- nente: en la concepción tradicional y hegemónica aún, se organiza el currículo de matemáticas a partir de los contenidos y se subordinan a ellos los procesos matemáticos. En un enfoque por competencias, son los procesos matemáticos los organizadores del currículo; los contenidos matemáticos, como elementos del 33 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje dominio matemático, se deben “poner al servicio” del desarrollo de los procesos matemáticos del sujeto que aprende matemáticas. Esta es otra de las complejida- des de una enseñanza para el desarrollo de competencias matemáticas. Niveles de complejidad: el nivel de complejidad de una competencia matemá- tica está asociado tanto a la complejidad de las tareas como a la complejidad de los procesos matemáticos vinculados con esa competencia. En este componente el autor asume los siguientes niveles de complejidad propuestos por PISA (2003, 2006): reproducción, conexión y reflexión. En nuestra investigación, estos niveles se asumieron para valorar y caracterizar el aspecto cognitivo de las competencias matemáticas; no obstante, dado que tomamos distancia conceptual y metodoló- gica de las pruebas masivas (reconociendo su aporte en lo cognitivo), también se asumieron criterios e indicadores de evaluación para valorar y caracterizar los aspectos afectivos, de tendencia de acción y metacognitivos presentes en las competencias de los estudiantes. Se puede concluir entonces, que los componentes de una competencia ma- temática son las tareas matemáticas, los procesos matemáticos y los niveles de complejidad. Este aporte de la tesis doctoral de Solar (2009), fue el que permitió a nuestro grupo de investigación avanzar de manera más ilustrada y sólida en el proceso de formular un modelo teórico a priori, focalizado en la actividad matemática de aprendizaje y para el desarrollo de las competencias matemáti- cas Plantear y resolver problemas, Representar, Modelizar, Pensar y Razonar, y Comunicar, en estudiantes de educación básica y media del departamento del Caquetá, como se presentará en el siguiente capítulo. Como consecuencia lógica de los argumentos respecto a los dos problemas reconocidos en esta fase de la investigación, se plantea el tercer problema y la forma como se abordó. ¿CÓMO SE ARTICULAN LOS COMPONENTES DE LA COMPETENCIA MATEMÁTICA CON LA ACTIVIDAD MATEMÁTICA DE APRENDIZAJE? Este interrogante hace referencia a uno de los problemas más complejos que debe enfrentar el profesor para orientar sus prácticas de enseñanza hacia el desa- rrollo de las competencias matemáticas del estudiante. En esencia, el problema se centra en ¿cómo articular las tareas matemáticas, los procesos matemáticos y los niveles de complejidad con la actividad matemática de aprendizaje del es- tudiante? Como puede entenderse, este problema está directamente relacionado con los dos problemas anteriores; del nivel de comprensión que el profesor tenga de ellos y de su competencia didáctica y curricular para proponer alternativas de estudio y abordaje, dependen en alto grado sus posibilidades de solución y aplicación de dichas soluciones en el aula de matemáticas. Pero no basta con esto, es necesario Varios autores 34 instalar estas alternativas didácticas y curriculares en desarrollos conceptuales potentes en competencias matemáticas. Esta es aún una gran dificultad para el desarrollo de la línea de investigación en competencias matemáticas que también la sufre nuestro grupo. El campo de investigación es reciente en Educación Ma- temática, no hay aún experiencias investigativas consolidadas en Iberoamérica, menos en Colombia. Pero esta realidad debe asumirse como un circulo virtuoso, como un reto investigativo complejo y prolongado que debe asumirse ya. De manera específica, estas alternativas deben hacer posible incorporar con- ceptos y teorías que reconozcan el nuevo rol del estudiante, la importancia de su actividad matemática de aprendizaje, máxime cuando la competencia se adscribe al aprendizaje, no a la enseñanza, al estudiante, no al profesor; que priorice la pragmática de uso social de las competencias y de las matemáticas como bien cultural y social de la humanidad. Sobre todo, se requiere que esta forma de com- prender la complejidad del desarrollo de las competencias matemáticas del estu- diante contribuya a generar procesos de interacción entre estudiante – estudiante y estudiante – profesor; interacciones que se deben enmarcar en dos propósitos: • la clase de matemáticas como escenario privilegiado para compartir y de- sarrollar el significado matemático sobre la base de la comunicación y la negociación cultural entre los sujetos (Bishop, 2005) y • la metáfora de la participación (Sfard, 2008) que asume al estudiante como participante de una comunidad de aprendizaje (la clase) y al aprendizaje como un discurso cada vez más calificado de ese participante. Estos dos propósitos, de clara orientación sociocultural, resignifican al apren- dizaje; ahora, “…el prerrequisito más importante para el aprendizaje es el deseo del estudiante de ser parte de una cierta comunidad”.La actividad matemática de aprendizaje no se concibe separada del contexto dentro del cual ocurre, por ello es situado, contextual y articulado a lo cultural y a la mediación social. Como lo resume la Dra. Sfard, “…aprender matemáticas ahora se concibe como un proceso de convertirse en miembro de una comunidad matemática”. Por ello, el estudiante debe aprender a comunicarse en el lenguaje de esta comunidad, a compartir sus reglas, a ser parte integral del grupo, a ser un participante activo. Esta opción teórica sociocultural implica una nueva epistemología, una forma diferente y contemporánea de ver las matemáticas, su aprendizaje, su enseñanza y, desde luego sus opciones teóricas y metodológicas de investigación. …la ciencia o las matemáticas no se pueden considerar nunca más como como entidades independientes; en cambio, se tienen que considerar como aspectos de actividades sociales en curso. Los investigadores no deben insistir más en aislar el conocimiento del conjunto de las interacciones sociales” (Sfard, 2008, p. 33) 35 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje Los replanteamientos anteriores sobre el aprendizaje de las matemáticas y so- bre las matemáticas, fueron decisivos a la hora de proponer alternativas al proble- ma de la articulación de las tareas, los procesos y los niveles de complejidad con la actividad matemática de aprendizaje. Esto se demostrará un poco más adelante en este capítulo. Otro aporte teórico y didáctico importante, inscrito en las características ya enunciadas, lo asumimos de Tobón, Pimienta y García (2010) desde su enfoque socioformativo en competencias. “Las competencias son actuaciones integrales ante actividades y problemas del contexto, con idoneidad y compromiso ético, integrando el saber ser, el saber hacer y el saber conocer en una perspectiva de mejora continua” (p. 11). Destacamos en esta concepción de competencias, algunos aspectos útiles a nuestro propósito de investigación como los siguientes: el primero es una im- plicación para el aprendizaje que dialoga con nuestra opción sociocultural en educación matemática. Se reconoce una lógica contraria para aprender: ya no es la lógica clásica de “aprender” los contenidos y luego esperar que el estudian- te los aplique. La actividad matemática de aprendizaje requiere aquí una lógica contraria: el estudiante debe enfrentarse a resolver tareas matemáticas relevantes, significativas, contextualizadas y de complejidad creciente. Ello requiere apren- dizajes situados para contribuir a que situación y pragmática de uso (en forma simultánea), contribuyan al desarrollo de los procesos matemáticos y, por tanto, de las competencias. Una segunda implicación instala el proceso de desarrollo de competencias matemáticas como parte de la formación humana integral del estudiante, pro- pósito histórico de la escuela. Esta formación se asume “…a partir del proyecto ético de vida de cada persona, dentro de escenarios educativos colaborativos y articulados con lo social, lo económico, lo político, lo cultural, el arte, la ciencia y la tecnología” (p. 8) Y una tercera implicación se relaciona con la integración de los saberes del sujeto: “…una competencia, entonces, no es solo tener un saber hacer, un saber conocer y un saber ser por separado, sino movilizar los diversos saberes (ser, hacer y conocer) hacia el logro de una meta determinada en el contexto…”(p. 12) Una síntesis del aporte de los autores a nuestra investigación se expresa en la concepción de las competencias como actuaciones integrales del estudiante para identificar, analizar y resolver problemas del contexto integrando el saber ser (actitudes y valores), el saber conocer (conceptos y teorías) y el saber hacer (habilidades, procedimientos y técnicas). Para la caracterización y valoración de los aspectos afectivos, de tendencia de acción y metacognitivos presentes en las competencias matemáticas del estudian- te, se hace uso en el capítulo siguiente de la propuesta de secuencia didáctica de Varios autores 36 los autores y se adapta un instrumento de evaluación inspirado en los conceptos del enfoque socioformativo. Las perspectivas teóricas de Bishop (2005) y Sfard (2008), desde un enfo- que sociocultural y comunicacional de la educación matemática, aportan nuevos conceptos para resignificar el aprendizaje de las matemáticas y para reconocer la necesidad de una nueva epistemología que oriente la enseñanza y la investigación en educación matemática. El enfoque socioformativo de Tobón et al (2010), am- plía la visión de las competencias, genera unas implicaciones didácticas para el aprendizaje, la enseñanza para el desarrollo de competencias y la integración de los saberes del sujeto en el marco de un concepto integral de formación humana, del cual las competencias forman parte. Para situar la importancia de la articulación de los componentes de la compe- tencia matemática con la actividad matemática de aprendizaje, fue necesario for- talecer la visión de las competencias matemáticas, especialmente su dimensión sociocultural y política. En la dimensión política nos planteamos con Valero y Skovmose (2012), las siguientes preguntas: ¿Cuál es el significado de las matemáticas en un entorno educativo que no tiene como objetivo educar matemáticos puros sino ciudada- nos?, ¿cuáles son las competencias, las habilidades y los valores que tal educa- ción pretende dar a estas personas? (p. 16) Para los autores es claro que las competencia matemáticas no son neutras ni se desarrollan en sujetos ahistóricos, todo lo contrario, ellas no operan aisladamente fuera de la escuela, “sino como parte de unidades integradas que se ensamblan en la escolaridad” (p. 16), esto ratifica la implicación didáctica para la enseñanza y el aprendizaje de las matemáticas de asumir la interdisciplinariedad entre las áreas del currículo escolar como materia de estudio e investigación. Por ello es indis- pensable que la investigación en educación matemática asuma como problemas de investigación los aspectos interdisciplinarios de las matemáticas. Por ejemplo, problemas como la relación de la educación matemática con la democracia y la necesidad que las aulas de matemática representen formas democráticas de interacción; el papel de las matemáticas y las competencias matemáticas en los procesos de globalización; la necesidad que “las competencias matemáticas del ciudadano le permitan comprender la tecnología y su aplicación en el puesto de trabajo y, por consiguiente, ser competitivos en el mundo” (p. 4), entre otros pro- blemas. Este tipo de investigaciones contribuirá bastante a comprender que “los significados de las matemáticas escolares y las competencias que ellas pretenden promover se constituyen en un campo de práctica social” (p. XII). Sobre la complejidad de la competencia matemática y su desarrollo concep- tual, Valero y Skovmose plantean la vigencia e interdependencia nacional e in- ternacional de este problema de investigación; planteamiento que compartimos: 37 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje …cualquier definición de competencia matemática está inmersa dentro de una red compleja de discursos sobre las funciones de la educación matemática. Tales discursos conectan las ideas de la educación matemática desde los ámbitos más globales e internacionales de política educativa hasta los de práctica de maestros dentro de una escuela determinada. (p. XII). Ahora, abordar el problema del desarrollo de competencias matemáticas pasa también por discutir si este es un problema de naturaleza individual, que se ex- plica desde las particularidades del sujeto que aprende matemáticas o, como se postula, también involucra variables de naturaleza social y cultural que inciden en los sujetos, los contextos y en la vida misma de una comunidad de aprendizaje como es la clase de matemáticas. Al respecto Rico y Lupiañez (2008), parten de asumir que la “competenciamatemática es saber matemáticas y hacer cosas con ellas”. Sustentan esta idea en las características principales de las competencias matemáticas. Para ellos las competencias matemáticas: …consisten en utilizar la actividad matemática en contextos tan variados como sea posible; ponen especial énfasis en aspectos sociales como la comunicación y la argumentación; muestran cómo los estudiantes pueden utilizar lo que han apren- dido en situaciones usuales de la vida cotidiana; y, se alcanzarán en la medida que los conocimientos matemáticos se apliquen de manera espontánea a una amplia variedad de situaciones, provenientes de otros campos de conocimiento y de la vida cotidiana. (p. 214). Para los autores, enseñar matemáticas para el desarrollo de competencias exi- ge nuevas perspectivas curriculares y didácticas que, considerándolo, trasciendan el enfoque funcional para ir más allá de lo cognitivo del sujeto que aprende mate- máticas. Estas perspectivas sobre lo curricular y lo didáctico de las matemáticas escolares deben instalarse en un enfoque integrado que asuma el desarrollo de las competencias matemáticas en una dimensión individual y en una dimensión social y cultural. En la dimensión individual del desarrollo humano, además de resaltar lo cog- nitivo, también se considera: el conocimiento y dominio de estrategias metacog- nitivas, una formación centrada en la promoción de la creatividad y en la capaci- dad para valorar la herencia cultural de las representaciones matemáticas y una inclinación cultural favorable al gusto, cultivo y curiosidad por las matemáticas y por su aprendizaje. La dimensión social y cultural asume por finalidad la resolución de problemas contextualizados, la argumentación y justificación de las ideas que orientan este proceso matemático, el cultivo y movilización de diversas competencias mate- máticas para interactuar en contextos escolares y extraescolares vinculándolas a la comprensión y solución de problemas sociales y culturales de una comunidad específica. Varios autores 38 Podemos afirmar ahora que el problema didáctico del desarrollo de competen- cias matemáticas del estudiante es de naturaleza individual y de naturaleza social. De un lado, lo individual se expresa en adscribir este desarrollo al aprendizaje, al sujeto que aprende matemáticas y, en principio, este aprendizaje pasa por mo- vilizar los marcos cognitivos del sujeto, el desarrollo de procesos y pensamien- tos matemáticos; igualmente involucra sus intereses afectivos, sus actitudes, su voluntad, decisión y persistencia de usar esas competencias en su cotidianidad. La naturaleza social y cultural de las matemáticas, así como su condición de discurso construido y compartido social y culturalmente, hacen de las matemá- ticas un “fenómeno cultural” (García, Acevedo y Jurado, 2003) potente y so- cialmente útil. El desarrollo de competencias matemáticas, como problema de investigación de la Educación Matemática y desde una perspectiva sociocultural, se sitúa “en la reflexión sobre el empleo y uso de las matemáticas en la socie- dad” (Ibíd., p. 13); por tanto, la construcción del significado matemático en el aula, ha de ser un proceso compartido y validado en esa sociedad sui generis que es la clase de matemáticas; y, las competencias asociadas a ese significado, se constituyen en un campo de práctica social, en interacción comunicativa entre los sujetos. Es esta dimensión sociocultural de la competencia matemática la que explica por qué el estudiante no solo debe ser competente con las matemáticas como estudiante, sino también como ciudadano. Ahora estamos en mejores condiciones didácticas para asumir las alternativas de articulación entre las tareas, los procesos y los niveles de complejidad con la actividad matemática de aprendizaje del estudiante, como un problema esencial para el profesor de matemáticas. Una primera idea es comprender cómo se relacionan las tareas matemáticas, los procesos y los niveles de complejidad, como componentes de una competen- cia matemática. Esta relación se evidencia en el marco de un conjunto de activi- dades de aprendizaje que se articulan todas en una secuencia didáctica. Habla- mos de actividades de aprendizaje sin pretender desconocer el rol del profesor en esta interacción en el aula desde sus prácticas de enseñanza; no obstante, como ya se ha dicho, el foco de investigación es la actividad matemática de aprendizaje del estudiante, allí convergen todas las demás actividades que se planifiquen en la secuencia didáctica, toda vez que la competencia la debe desarrollar es el estu- diante, no el profesor. Una secuencia didáctica es un conjunto de pasos ordenados de forma progresi- va y articulada para desarrollar actividades de aprendizaje, caracterización y eva- luación. Se requiere la planeación, orientación, monitoreo y acompañamiento del profesor, unas finalidades o propósitos de aprendizajes compartidas, unas formas horizontales y democráticas de trabajo, que estimulen la interacción y el trabajo cooperativo y afiliativo entre profesor y estudiantes. Igualmente, requieren de una serie de recursos didácticos y tecnológicos acordes con la naturaleza del con- 39 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje junto de actividades y de los propósitos de las mismas. En el próximo capítulo, la caracterización de la competencia matemática Plantear y Resolver Problemas asociada al aprendizaje del objeto matemático La Mediana, se hace con la im- plementación de las secuencias didácticas, por tanto, habrá mayor ilustración y ejemplificación sobre conformación y aplicación. La complejidad, entonces, de esta articulación, se sitúa en función de las tareas matemáticas y los procesos matemáticos considerados en la secuencia didáctica. Ya se ha planteado que las tareas hacen referencia a los contenidos matemáticos, se asocian al dominio matemático, a las nociones matemáticas que se abordan en una clase o actividad matemática. Las tareas matemáticas se diseñan y proponen por parte del profesor, se adscriben a su rol en la clase; se asocian a expectativas de aprendizaje a corto plazo (objetivos de la clase, de la unidad, del tema, etc.) formulados para el desarrollo de procesos matemáticos que ponen en juego capa- cidades del estudiante. Una característica básica de las tareas es su complejidad creciente, es decir, que de manera progresiva, el estudiante requiere desarrollar procesos matemáticos de mayor nivel de complejidad para resolverlas, en la me- dida que avanza en el conocimiento de los contenidos o nociones matemáticas a lo largo de su escolaridad. La actividad matemática de aprendizaje, aunque no es asumida como un com- ponente de la competencia por el autor, si es un concepto central articulado a las tareas que el profesor diseña y propone a los estudiantes. La actividad matemática de aprendizaje, Solar (2009, p. 69), la adscribe al estudiante, es decir, el estudian- te desarrolla actividad matemática resolviendo tareas que el profesor diseña y propone. Los niveles de complejidad de la actividad matemática están articulados a la complejidad creciente de las tareas propuestas y se expresan, finalmente, en los niveles de complejidad de los procesos matemáticos que deben desarrollar los estudiantes. Para Solar, cada competencia matemática se compone de procesos mate- máticos (2009, p. 56). Estos procesos son consustanciales con la enseñanza y aprendizaje de las matemáticas desde siempre: resolución y planteamiento de problemas, razonar, comunicar, modelizar, representar, argumentar, demostrar, calcular, visualizar, graficar, etc., han estado siempre en los currículos de mate- máticas (ver, por ejemplo, Lineamientos curriculares de Matemáticas, 1998, p. 74). No obstante, en el proceso de movilización de competencias matemáticas del estudiante, hay una novedad en la forma como se asume este componente: los procesos no son subalternos de los contenidos, como tradicionalmenteocurría. Al contrario, solo es posible el desarrollo de competencias matemáticas (expectativa de aprendizaje a largo plazo) en el marco del desarrollo de procesos matemáticos de complejidad creciente. Esta complejidad progresiva evidenciada al resolver tareas, debe estar asociada a expectativas de aprendizaje de corto plazo; estos son los objetivos de la tarea, de la unidad o del tema, o incluso, del área durante el Varios autores 40 año escolar. Son estos objetivos los que van “iluminando” el camino e indicando la forma como progresan y se movilizan las competencias matemáticas del estu- diante. Una adecuada comprensión por parte del profesor de matemáticas, de la articulación de estas dos expectativas de aprendizaje, será de mucha utilidad en el proceso de desarrollo de competencias de los estudiantes. Para Solar, tareas y procesos implican desarrollo y crecimiento en la riqueza cognitiva del estudiante, se basan en conocimientos y actuaciones. No obstante, los procesos matemáticos movilizan diversos conocimientos y una mayor riqueza cognitiva, pues se ponen en juego cuando el estudiante aborda tareas complejas en situaciones complejas. (Ibid, p. 57). Es decir, el estudiante se involucra en procesos matemáticos cuando resuelve tareas matemáticas. Esta relación entre tareas, procesos y actividad matemática del estudiante, ha tenido para nuestra investigación mucha utilidad didáctica, pues permite generar interacción comu- nicativa en el aula entre profesor - estudiante y estudiante – estudiante, en el complejo proceso de construir el significado matemático compartido para el de- sarrollo de procesos que contribuyan a elaborar soluciones y a negociar el desa- rrollo de los significados compartidos entre profesor y estudiante (Bishop, 2005). Algunas razones que demuestran la importancia de esa interacción: • El docente diseña, propone y comunica las tareas matemáticas al estudian- te, lo orienta y asesora. • El estudiante hace actividad matemática resolviendo tareas, desarrolla pro- cesos matemáticos que le permiten comunicar, con argumentos matemáti- cos, el proceso y el producto de su actividad, la valoración de la calidad de estos procesos, de su rol en el grupo, de las dificultades y de los avances. Es decir, moviliza procesos de riqueza cognitiva, pero además, de naturaleza metacognitiva, afectiva y volitiva. Por ello, es un participante que expresa la calidad de su aprendizaje en el marco de su discurso matemático en una comunidad con la que se comunica: la clase. (Sfard, 2008) • Esta interacción en el aula es un elemento sustancial en nuestra investiga- ción, pues no se trata de clasificar al estudiante a la manera de las pruebas masivas. Se trata de desarrollar en la clase interacción entre los sujetos del proceso de enseñanza y aprendizaje para movilizar las competencias mate- máticas del estudiante resolviendo problemas significativos de su contexto sociocultural. 41 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje La figura 4 ilustra los anteriores planteamientos: PROCESOS MATEMÁTICOS ! Actividad matemática de aprendizaje Tareas matemáticas Comunicación Negociación Comunicación Negociación PROFESOR ESTUDIANTE Figura 4. Organización del proceso comunicativo en el aula para compartir y desarrollar el significado matemático. En la figura 4 puede apreciarse que la alternativa didáctica que se propone para articular las tareas, los procesos y los niveles de complejidad con la acti- vidad matemática de aprendizaje tiene un núcleo: la comunicación y la parti- cipación para compartir y desarrollar el significado matemático. Tratemos de explicar la esencia de ese núcleo articulador tomando como referente teórico a Bishop (2005) y Sfard (2008) ya citados. Lo primero que debe hacer la clase como comunidad de aprendizaje, es acor- dar la finalidad de la enseñanza de las matemáticas y de la clase de matemáticas. Nuestra opción sociocultural nos llevó a adherir a la propuesta de Bishop (2005, p. 22, 23) de que esta finalidad se sitúa en el propósito central de “compartir y desarrollar el significado matemático” (p.22). Para el autor, esta opción tiene las siguientes implicaciones: Sitúa al profesor con todo el grupo de la clase; enfatiza en la naturaleza dinámica, interactiva e interpersonal de la enseñanza, es decir, el profesor sabe que está traba- jando con seres que aprenden, no meramente, estimulando que se dé el aprendizaje; se reconoce la importancia tanto del contenido como del contexto; toma en cuenta el conocimiento, las habilidades y sentimientos del estudiante, poniendo énfasis en el desarrollo más que en un enfoque teórico del aprendizaje; enfatiza en el desa- rrollo del significado matemático incluyendo tanto metas cognitivas como metas afectivas; reconoce la existencia de muchos métodos y organizaciones de la clase; y, es una concepción que permite el desarrollo del profesor a través de la formación inicial y la posterior a ella. (p. 22) Varios autores 42 La idea del significado matemático es la esencia, se busca priorizar la natu- raleza personal del significado de cualquier concepto matemático; es condición previa para luego poder compartir significados en la clase. Si este se conecta con lo que el sujeto conoce, tiene mayores posibilidades de ser significativo para él, no solo en el campo de las matemáticas, también en el de la vida real. El estu- diante tendrá significados diferentes a los del profesor, eso es lo que dinamiza y enriquece el proceso de compartir y desarrollar significado matemático a través de la comunicación y la negociación. Hay tres aspectos fundamentales en esta concepción: • Actividades matemáticas. Se busca enfatizar el involucramiento del estu- diante con las matemáticas y no la presentación del contenido por parte del profesor. • Comunicación. Aspecto con el que se busca enfatizar el proceso y el pro- ducto de compartir significados. • Negociación. Aspecto con el que se busca enfatizar la asimetría de la rela- ción profesor/alumno en el desarrollo de significados compartidos. (p. 23) Sobre las actividades matemáticas es necesario agregar dos cosas: la primera es que se hace necesario que el profesor haga una planificación y conversión del contenido y el conocimiento matemático en términos de las actividades matemá- ticas del estudiante, ese es el punto de convergencia; y, la segunda es la necesidad de estimular y organizar el trabajo colaborativo, el aprendizaje cooperativo; es una forma de trabajo que los estudiantes han llegado a valorar mejor que los profesores. La comunicación hace alusión a la necesidad de comunicar, discutir, argumen- tar significados matemáticos en la clase. Comprender y compartir estos significa- dos es conectar las ideas que en la clase se tienen sobre ellos, charlar sobre ellos, exponer las ideas, escribirlas, representarlas en diversas formas de representación semiótica (símbolos, gráficos, diagramas, algoritmos, etc.); solo así será posible conectarlas con las ideas previas de los estudiantes y compartir sus significados entre profesor – estudiantes y entre estudiante – estudiante. Este es el sentido de lo que la Dra. Sfard llama la metáfora de la participación: “…aprender ma- temáticas ahora se concibe como un proceso de convertirse en miembro de una comunidad matemática” (2008, p. 29). Por ello, el estudiante debe aprender a comunicarse en el lenguaje de esta comunidad, a compartir sus reglas, a ser parte integral del grupo, a ser un participante activo. Si se acepta que la comunicación tiene que ver con compartir significados, entonces, la negociación gira en torno al desarrollo de significados. La nego- ciación es de tipo cultural, es una interacción orientada por unas metas que los 43 CompetenCias matemátiCas y aCtividad matemátiCa de aprendizaje participantes buscan alcanzar. Generalmente, el profesor pretende que las metas que se ha
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