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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/285438796 Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales en las instituciones escolares Article · January 2004 CITATIONS 146 READS 2,445 3 authors: Marianna Bosch University of Barcelona 125 PUBLICATIONS 2,115 CITATIONS SEE PROFILE Cecilio Fonseca Bon University of Vigo 16 PUBLICATIONS 277 CITATIONS SEE PROFILE Josep Gascón Autonomous University of Barcelona 112 PUBLICATIONS 2,207 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Marianna Bosch on 11 April 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file. https://www.researchgate.net/publication/285438796_Incompletitud_de_las_organizaciones_matematicas_locales_en_las_instituciones_escolares?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_2&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/publication/285438796_Incompletitud_de_las_organizaciones_matematicas_locales_en_las_instituciones_escolares?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_3&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_1&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Marianna-Bosch?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Marianna-Bosch?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/institution/University-of-Barcelona?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Marianna-Bosch?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Cecilio-Fonseca-Bon?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Cecilio-Fonseca-Bon?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/institution/University_of_Vigo?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Cecilio-Fonseca-Bon?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Josep-Gascon?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Josep-Gascon?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/institution/Autonomous_University_of_Barcelona?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Josep-Gascon?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Marianna-Bosch?enrichId=rgreq-e7ed36b029bdba637466984ab108028b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI4NTQzODc5NjtBUzozNDk2ODMzODY5OTQ2ODlAMTQ2MDM4MjQyNDQ3Ng%3D%3D&el=1_x_10&_esc=publicationCoverPdf Recherches en Didactique des Mathématiques, Vol., n° pp. 1- , 200 INCOMPLETITUD DE LAS ORGANIZACIONES MATEMÁTICAS LOCALES EN LAS INSTITUCIONES ESCOLARES Marianna Bosch,1 Cecilio Fonseca,2 Josep Gascón3 RESUMEN El trabajo que presentamos aquí se inscribe en el proyecto de tesis de Cecilio Fonseca y nace del estudio de las dificultades que surgen en la enseñanza de las matemáticas en el paso de la Secundaria a la Universidad. Situándonos en el marco de la Teoría Antropológica de lo Didáctico, proponemos un conjunto de conjeturas relativas a la rigidez de la actividad matemática que es posible llevar a cabo en la actual enseñanza secundaria española. De una forma más precisa, mostramos en qué sentido las organizaciones matemáticas que se estudian en Secundaria son puntuales, rígidas y poco articuladas entre sí, lo que les impide integrarse para formar organizaciones matemáticas locales relativamente completas. El contraste experimental de dichas conjeturas se basa en las respuestas de una amplia muestra de estudiantes a un cuestionario elaborado con ese fin y, paralelamente, en lo que podríamos denominar la “respuesta de los libros de texto” al citado cuestionario. El estudio experimental pone de manifiesto la importancia de las restricciones institucionales que pesan sobre la actividad matemática escolar, lo que nos conduce a situar la incompletitud de las organizaciones matemáticas escolares de la enseñanza secundaria en el origen de las discontinuidades didácticas entre la Secundaria y la Universidad. RESUME Le travail que nous présentons ici s’inscrit dans le project de thèse de Cecilio Fonseca et naît de l’étude des difficultés qui surgissent dans l’enseignement des mathématiques lors de la transition entre l’enseignement secondaire et l’université. En nous situant dans le cadre de la Théorie Anthropologique du Didactique, nous proposons un ensemble de conjectures concernant la rigidité 1 Universitat Ramon Llull, FundEmi IQS. mbosch@fundemi.com. 2 Universidad de Vigo, Departamento de Matemática Aplicada. cfonseca@uvigo.es. 3 Universitat Autònoma de Barcelona, Departamento de Matemáticas. gascon@mat.uab.es. 2 Recherches en Didactique des Mathématiques de l’activité mathématique qu’il est possible de mettre en oeuvre dans l’enseignement actuel des mathématiques en Espagne. Plus précisément, nous montrons dans quel sens les organisations mathématiques étudiées au Secondaire sont ponctuelles, rigides et peu articulées entre elles, ce qui leur empêche de s’intégrer pour former des organisations mathématiques locales relativement complètes. Ces conjectures sont mises à l’épreuve sur les réponses d’un large échantillon d’étudiants à un questionnaire élaboré à ce propos et, parallèlement, sur ce que nous pouvons appeler « la réponse des manuels » à ce questionnaire. L’étude expérimentale met en évidence l’importance des contraintes institutionnelles qui pèsent sur l’activité mathématique scolaire, ce qui nous conduit à situer l’incomplétitude des organisations mathématiques scolaires à l’origine des discontinuités didactiques entre l’enseignement secondaire et l’université. ABSTRACT The research presented in this paper belongs to Cecilio Fonseca’s PhD and starts from the study of mathematics teaching difficulties in the transition from secondary school to university. Within the approach of the AnthropologicalTheory of Didactics, we formulate some conjectures relating to the rigidity of the mathematical activity that can be done currently at Spanish secondary education. More precisely, we specify in which sense mathematical organisations studied at Secondary schools are punctual, rigid and poorly connected to each other, which avoids them being integrated in broader mathematical organisations more or less complete. These conjectures are tested on the answers given by a large sample of students to a specific questionnaire and, in parallel, on what can be called “the answer given by official textbooks”. The experimental study shows the importance of institutional restrictions to the mathematical activity as it is done at school. This brings us to situate the incompleteness of mathematical organisations at the origin of the didactic discontinuities between secondary school and university. Mots-clé: Teoría Antropológica de lo Didáctico, organización (o praxeología) matemática local, contrato didáctico institucional, paso de la Enseñanza Secundaria a la Universidad Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 3 1. EL PROBLEMA DEL PASO DE SECUNDARIA A LA UNIVERSIDAD Las cuestiones que constituyen el punto de partida del problema didáctico que queremos abordar en este trabajo podrían describirse como sigue en la terminología de la problemática docente:4 ¿Cómo suavizar o disminuir las enormes dificultades que encuentran los alumnos cuando pasan de estudiar matemáticas en Secundaria a estudiar matemáticas en la Universidad? Y, complementariamente, ¿cómo podrían superarse las crecientes dificultades con las que tropiezan los profesores de matemáticas del primer ciclo universitario para llevar a cabo su trabajo? Estas dificultades se materializan, entre otras cosas, en un fracaso escolar que, en el primer curso de algunos estudios universitarios, ha llegado a superar el 80% del total de los créditos de matemáticas cursados por los estudiantes. El Programa Cognitivo5 de Investigación en Didáctica de las Matemáticas acepta como hipótesis básica, esto es, como hipótesis provisionalmente no cuestionable por decisión metodológica, que los fenómenos relativos a la enseñanza y al aprendizaje de las matemáticas –y, en particular, los fenómenos indeseables relativos al denominado “fracaso escolar”– pueden ser explicados a partir de las características individuales de los sujetos (actitudinales, cognitivas, motivacionales, psicológicas, lingüísticas, etc.) y que éstas constituyen la principal puerta de entrada para actuar sobre ellos. Este programa ha vivido un gran desarrollo, desde las primitivas perspectivas conceptualistas hasta los últimos avances de la Teoría APOS (Asiala et al. 1996). Fueron precisamente las limitaciones de las citadas perspectivas conceptualistas las que provocaron la necesidad de incluir el estudio del papel del lenguaje en la actividad matemática y de elaborar un modelo de los procesos cognitivos que intervienen en la construcción de algunos conceptos matemáticos. Así, para reformular adecuadamente los problemas que surgen en el tránsito de estudiar matemáticas en Secundaria a estudiar matemáticas en la Universidad, y para poder llevar a cabo un estudio científico de los mismos, el Programa Cognitivo elaboró una teoría de 4 Sobre la diferencia entre la problemática docente y la problemática didáctica, ver Gascón (1999a). 5 Seguimos aquí la reconstrucción racional de la evolución de la didáctica de las matemáticas que se describe en Gascón (1998 y 1999b) y que distingue, esencialmente, dos Programas de Investigación en Didáctica de las Matemáticas: el Programa Cognitivo y el Programa Epistemológico. 4 Recherches en Didactique des Mathématiques la estructura y de la dinámica del pensamiento matemático, que pasaría a constituir su “núcleo firme” en cuanto programa de investigación. En el caso particular de las perspectivas “proceptualistas” (según la expresión de Artigue 1998) que se centran en las relaciones entre procesos y conceptos, se empezó elaborando un primer modelo de la estructura cognitiva asociada a un concepto (Tall y Vinner 1981; Vinner 1983 y 1991). Posteriormente se propuso una teoría general del desarrollo del pensamiento matemático (Tall 1994) y, más recientemente, por parte de Ed Dubinsky y sus colaboradores, se está desarrollando una teoría de la estructura y de la dinámica interna de los esquemas, como paso previo para la construcción de una teoría del desarrollo cognitivo de los sujetos. Dicha teoría se integra actualmente en la denominada APOS Theory (Asiala et al. 1996; Dubinsky 1996 y 2000). Estas perspectivas proceptualistas reformulan el problema del paso de Secundaria a la Universidad en términos del paso del Pensamiento Matemático Elemental (EMT) al Pensamiento Matemático Avanzado (AMT), construyendo modelos que amplían “lo cognitivo” incorporándole componentes matemáticos. Aunque se presentan explícitamente como modelos de la estructura cognitiva asociada a un concepto matemático, constituyen un reflejo bastante fiel de determinados modelos epistemológicos de los correspondientes conceptos matemáticos. Son siempre modelos locales relativos a un “concepto matemático” (por ejemplo, al concepto de “función”, de “variable” o de “grupo cociente”), que dejan implícito el modelo epistemológico general de las matemáticas en el que deberían integrarse.6 La formulación del problema del paso del EMT al AMT está dispersa en la bibliografía, pero puede rastrearse, por ejemplo, en Schwarzenberger y Tall (1978); Tall y Vinner (1981); Tall (1991, 1994 y 1996) y Vinner (1983 y 1991). Podemos situar el origen de la nueva problemática en la constatación de la gran dificultad con que se encuentran los profesores para enseñar (y los alumnos para aprender) los conceptos básicos del cálculo como, por ejemplo, los de “límite” y “función”, en el marco de la Enseñanza Secundaria y primer año de la Enseñanza Universitaria (Schwarzenberger y Tall 1978). Dichas nociones son ejemplos de “procepts” (Tall 1996). El estudio del cálculo elemental requerirá por lo tanto, desde el principio, la suficiente flexibilidad para manipular un mismo símbolo como 6 En Gascón (1999b) se describe la forma cómo se ha abordado, con ayuda de estas teorías cognitivas, el problema del paso del Pensamiento Matemático Elemental (EMT) al Pensamiento Matemático Avanzado (AMT). Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 5 representante ya sea de un proceso que actúa sobre determinados objetos, ya sea de una entidad singular a la que se le pueden aplicar otros procesos para obtener nuevos objetos. La potencia del AMT radica, precisamente, en la utilización flexible de la estructura dual de los citados objetos matemáticos (y de los que se construyen a partir de ellos) posibilitada, en parte, por la ambigüedad de la notación que se utiliza. La rigidez de los procedimientos estandarizados que caracterizan el EMT constituye, por lo tanto, un obstáculo cognitivo muy importante y explicaría, según esta perspectiva, muchos de los errores conceptuales extravagantes (Dreyfus 1991) que comete la mayoría de estudiantes en su primer encuentro con el cálculo. En su estudio sobre la noción de límite en el paso de Secundaria a la Universidad, Ghedamsi (2003, p. 22 y ss) señala que, además de los autores mencionados, muchas investigaciones de didáctica relativas a la enseñanza superior subrayan las dificultades de los estudiantes relacionadas con ciertas exigencias que pueden formularse en términos de flexibilidad, entendida por ejemplo en términos de la dialéctica útil-objeto (Douady 1986) o del recurso a distintos registros semióticos (Duval 1993). Esta problemática se amplió rápidamente para abarcar el análisis de todas las dificultades,contradicciones, confusiones, obstáculos cognitivos y, en general, fenómenos (cognitivos) que aparecen en la transición del EMT al AMT. Según David Tall, muchas de las actividades matemáticas del AMT también están presentes en el EMT. La distinción radica esencialmente en que el AMT ofrece la posibilidad de llevar a cabo definiciones formales y deducciones (Tall 1991, p. 3). Con más precisión, Tall caracteriza las diferencias entre ambos niveles de pensamiento matemático, como sigue: The move from elementary to advanced mathematical thinking involves a significant transition: that from describing to defining, from convincing to proving in a logical manner based on those definitions. This transition requires a cognitive reconstruction which is seen during the university students’ initial struggle with formal abstractions as they tackle the first year of university. (Ibid., p. 20). El Programa Epistemológico de investigación en didáctica de las matemáticas en el que nosotros nos situamos, asume como hipótesis básica una despersonalización de la problemática didáctica situando en un primer plano el estudio de la “actividad matemática institucionalizada”. Se postula, en contra del punto de vista psicopedagógico dominante, que el problema del paso de Secundaria a la Universidad puede ser explicado a partir del análisis de las prácticas matemáticas que se llevan a cabo en las instituciones docentes. Más aún, se considera que la ignorancia de las causas de 6 Recherches en Didactique des Mathématiques origen matemático de este problema didáctico imposibilita su tratamiento eficaz y perpetúa las discontinuidades y contradicciones entre las prácticas que se llevan a cabo en las diferentes instituciones escolares afectadas. Entre los estudios más recientes dentro de este enfoque sobre el paso de Secundaria a la Universidad se encuentran los realizados por Praslon (2000), Bloch (2000) y Ghedamsi (2003). Aunque el Programa Epistemológico asume que “lo matemático” (el objeto de estudio) y “lo didáctico” (la organización del estudio) constituyen dos dimensiones de la realidad que se determinan mutuamente, parece razonable, por cuestiones metodológicas, empezar analizando el conocimiento matemático tal como ha cristalizado en un momento histórico concreto en el seno de cada una de las instituciones, haciendo abstracción de su génesis y de su proceso de (re)construcción –que es, de hecho, un proceso de estudio y, por lo tanto, didáctico. Ésta es la razón por la cual hemos dejado para una etapa posterior de nuestra investigación el análisis de la manera cómo se organiza y se lleva a cabo el proceso de estudio de las matemáticas en las diferentes instituciones docentes, esto es, el análisis de las correspondientes organizaciones didácticas. Para precisar mejor nuestro punto de partida y clarificar los presupuestos que asumimos provisionalmente, explicitaremos a continuación una hipótesis básica del Programa Epistemológico en la que juega un papel importante la noción de “contrato didáctico”. Recordemos que el contrato didáctico institucional (Chevallard 1992) está formado por un conjunto de cláusulas que distribuyen las responsabilidades recíprocas en el juego que se establece en cada institución docente entre los estudiantes, el conocimiento matemático y el profesor, como director del proceso de estudio. Las cláusulas del contrato tienen un carácter marcadamente implícito (el contrato siempre está presente, pero no se puede explicitar) y no rigen todos los aspectos de la relación que se establece entre los estudiantes y el profesor, sino únicamente los que hacen referencia al conocimiento matemático a estudiar.7 Utilizando esta noción, formularemos a continuación la hipótesis que se desprende del núcleo firme del Programa Epistemológico: H(PE): Muchos de los fenómenos didácticos –esto es, relativos al estudio de las matemáticas– que aparecen en el tránsito de Secundaria a la Universidad pueden ser explicados en términos de 7 La noción de “contrato didáctico” adquiere un sentido más preciso en el marco de la teoría de las situaciones didácticas. En Brousseau (1998) puede encontrarse una recopilación de los trabajos fundadores de dicha teoría, publicados entre 1970 y 1990. Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 7 contradicciones y discontinuidades o cambios bruscos entre los contratos didácticos institucionales vigentes en ambas instituciones. Dichos contratos rigen las organizaciones matemáticas y didácticas respectivas, esto es, el tipo de prácticas matemáticas que pueden desarrollarse y la forma como dichas prácticas pueden organizarse en cada institución. Postulamos que el estudio comparado de las organizaciones que están presentes en Secundaria y en la Universidad nos permitirá explicar mejor las discontinuidades entre ambas instituciones y los obstáculos que dificultan el tránsito entre ellas. Es muy probable que, en algunos casos, nuestro análisis nos lleve a reconocer las dificultades –e incluso la imposibilidad– de actuar en una dirección determinada y desde una institución concreta o, más en particular, desde un determinado nivel de una institución particular. Así, por ejemplo, es probable que dicho análisis nos lleve a concluir que el profesor, como tal, no puede asumir la responsabilidad de cambiar el papel y las funciones que se asignan a las demostraciones matemáticas en una institución escolar determinada. Este tipo de resultados, aparentemente negativos, es muy útil sin embargo para fijar el nivel (aula, departamento de matemáticas, facultad, universidad, instituto de enseñanza secundaria, comunidad matemática, ministerio, sociedad, etc.) desde el cual puede ser tratado cada problema y para empezar a delimitar las responsabilidades personales de los actores del proceso de enseñanza y, sobre todo, las responsabilidades institucionales. El Programa Epistemológico toma como base del análisis didáctico de cualquier fenómeno un modelo de la estructura y la dinámica de la actividad matemática escolar. El modelo que propone actualmente la Teoría Antropológica de lo Didáctico (en adelante TAD), en la que explícitamente nos situamos, describe el conocimiento matemático en términos de organizaciones o praxeologías matemáticas (en adelante OM) cuyos componentes principales son tipos de tareas, T; técnicas, τ; tecnologías, θ y teorías, Θ. Recordemos que las organizaciones matemáticas se componen de un bloque práctico o “saber-hacer” formado por los tipos de tareas y las técnicas [T/τ] y por un bloque teórico o “saber” formado por el discurso tecnológico-téorico [θ/Θ] que describe, explica y justifica la práctica. Recordemos también que las OM surgen como producto de un proceso de estudio estructurado en seis dimensiones o momentos didácticos. La forma concreta de llevar a cabo un proceso de estudio 8 Recherches en Didactique des Mathématiques en una institución determinada se describe a su vez en términos de organizaciones o praxeologías didácticas.8 2. PROCESO DE ESTUDIO Y “COMPLETITUD” DE LAS ORGANIZACIONES MATEMÁTICAS LOCALES Es importante señalar aquí que las nociones de “tarea”, “técnica”, “tecnología” y “teoría” son doblemente relativas. En primer lugar son relativas a la institución de referencia. Esto significa que lo que es considerado como un tipo de tarea (o una técnica, o una tecnología o una teoría) en una institución no tiene por qué serlo en otra. De hecho, en una institución dada, únicamente suelen considerarse propiamente como “tipos de tareas” aquellos para los que se dispone de alguna técnica (aunque sólo sea en estado embrionario), con un entorno tecnológico-teórico más o menos explícito. Así, por ejemplo, en Secundaria, la descomposición en factores primos de números “pequeños” es considerado como un tipo de tarea que los alumnos deben aprender a realizar, pero noasí la descomposición de números “grandes”, como tampoco lo es demostrar propiedades elementales de los números reales (por ejemplo que 1 es mayor que 0). Por simetría, podría decirse que las técnicas existen en la medida en la que pueden responder a algún tipo de tareas planteables en la institución considerada, aunque, en casos límite bastante frecuentes en las instituciones escolares, se puedan encontrar tareas cuya única finalidad es la de justificar la existencia de una determinada técnica. En segundo lugar, las nociones de “tarea”, “técnica”, “tecnología” y “teoría” son relativas a la función que desempeñan en una actividad matemática determinada. Así, un mismo objeto matemático (por ejemplo el teorema de Bolzano) puede ser considerado como una técnica para realizar un tipo de tareas (por ejemplo para demostrar que toda función polinómica de tercer grado tiene por lo menos un cero real) o servir como elemento tecnológico común a un conjunto de tipos de tareas y técnicas (por ejemplo, las técnicas de cálculo aproximado de ceros de funciones polinómicas). 2.1. La complejidad creciente de las organizaciones matemáticas Hemos visto que la TAD postula que toda actividad matemática institucional puede modelizarse mediante la noción de praxeología 8 Una introducción a la TAD se encuentra en Chevallard, Bosch y Gascón (1997). Los desarrollos más recientes de dicha teoría se encuentran en Chevallard (1997, 1999, 2002a y 2002b). Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 9 matemática. Este postulado debe ser completado con otro que se resume afirmando que toda actividad matemática institucional puede analizarse en términos de praxeologías matemáticas de complejidad creciente. Explicaremos brevemente a continuación lo que se entiende por “complejidad creciente” de las OM (Chevallard 1999). (a) Diremos que una organización matemática es puntual en una institución –y la designaremos OMP– si está generada por lo que se considera en la institución como un único tipo de tareas T. Resulta, por lo tanto, que la noción de OMP es relativa a la institución considerada y está determinada por su bloque práctico-técnico [T/τ]. Podemos citar muchos ejemplos de OMP concretas que viven en Secundaria, tantos como tipos de tareas: descomponer en factores un polinomio con raíces enteras; resolver sistemas de dos ecuaciones lineales con dos incógnitas; determinar la ecuación de una recta dada por un punto y un vector director; etc. Pero, para describir adecuadamente cada una de las OMP citadas, se debería detallar con cierta precisión el tipo exacto de tareas y las pequeñas variaciones de la técnica que se consideran en la institución de referencia como una “misma técnica”. Incluso sería preciso especificar en qué punto una determinada variación de una técnica concreta ya no puede ser considerada por la institución de referencia como la “misma” técnica y, por tanto, cuáles son las nuevas OMP que aparecen y cuál es su relación con la OMP inicial. También habría que describir los elementos tecnológicos que permitirían explicar e interpretar dicha actividad matemática (aunque queden implícitos) y hasta la teoría que constituye el horizonte en el que podría situarse. (b) Diremos que una organización matemática es local en una institución –y la designaremos por OML– si resulta de la integración de diversas praxeologías puntuales en torno a un discurso tecnológico común. Cada OML está caracterizada por dicha tecnología, θ, que sirve para justificar, explicar, relacionar entre sí y producir las técnicas de todas las OMP que la integran. En general, las OM puntuales se integran en OM locales para poder dar respuesta satisfactoria a un conjunto de cuestiones problemáticas que no se podían resolver completamente en ninguna de las OMP de partida. Hemos dicho que una OML permite plantear y resolver problemas (o, al menos, responder ante ellos) que en las OMP iniciales no podían formularse con toda propiedad. Resulta, por lo tanto, que estas nuevas cuestiones problemáticas deberían constituir la “razón de ser” que da sentido a la OML. Pero, paradójicamente, en determinadas instituciones matemáticas se produce el siguiente fenómeno: a medida que las OMP se integran para constituir organizaciones más complejas 10 Recherches en Didactique des Mathématiques (locales, regionales y globales9), la relación entre la cuestión y la respuesta tiende a invertirse hasta el punto que las razones de ser de la OML (o conjunto de cuestiones problemáticas que le dan sentido porque son las cuestiones a las que ésta responde) tienen tendencia a desaparecer (Chevallard 1999). Entre los múltiples ejemplos de este fenómeno podemos citar el caso de la geometría en la enseñanza secundaria española. En efecto, aunque la problemática de la geometría sintética que se estudia en la Enseñanza Secundaria Obligatoria en España (de 12 a 16 años) podría dar sentido a la geometría analítica que se estudia en el Bachillerato (de 16 a 18 años) –puesto que las técnicas analíticas permiten resolver muchas de las cuestiones geométricas que no podían abordarse con las técnicas sintéticas– lo cierto es que la geometría analítica se presenta de una forma completamente desconectada de la problemática de la geometría sintética que, en el Bachillerato, ya ha desaparecido completamente (Gascón 2002). Otro fenómeno asociado al proceso de articulación e integración de OM puntuales en una OM local tiene relación con el hecho de que, generalmente, las instituciones tienden a privilegiar, para cada tipo de tareas, una única técnica considerada en dicha institución como “la manera evidente e incuestionable de resolver las tareas del tipo en cuestión”. Esta técnica privilegiada por la institución, al ser incuestionable y carecer de técnica rival, puede llegar a adquirir un carácter autotecnológico10, dificultando así su desarrollo (porque se ignoran sus limitaciones) y su integración en praxeologías más amplias. Tenemos aquí un primer rasgo de la dificultad institucional para integrar varias OMP en una OML. (c) Diremos, por fin, que una organización matemática es regional – y la designaremos por OMR – si se obtiene mediante la coordinación, articulación y posterior integración de diversas OML alrededor de una teoría matemática común Θ. La reconstrucción institucional de una teoría matemática requiere elaborar un lenguaje común que permita describir, interpretar, relacionar, justificar y producir las diferentes tecnologías de las OML que integran la OMR. 9 En Chevallard (1999) se mencionan, además de las OM puntuales, locales y regionales, las OM globales como aquellas que se constituyen mediante la integración de OM regionales. En este trabajo hablaremos únicamente de OM puntuales, locales y, sólo tangencialmente, de regionales. 10 Se trata de técnicas que se “justifican a sí mismas” o, en otros términos, de técnicas tan naturalizadas y transparentes en la institución que no parecen “necesitar” ninguna justificación externa a ellas mismas. Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 11 De la misma forma que era fácil citar ejemplos de etiquetas que aluden a OMP concretas, también es relativamente sencillo citar mediante etiquetas ejemplos de OMR específicas. En efecto, para hacer referencia a una OMR bastará citar la teoría matemática común Θ que sirve, en cada caso, para unificarla. Entre éstas podemos citar: la teoría de Galois; la teoría de ecuaciones diferenciales lineales; el álgebra lineal; la geometría métrica del plano o del espacio; entre otras muchas. Pero, de nuevo, hay que reconocer que para describir adecuadamente una OMR sería preciso describir, además de la teoría unificadora, las OML que la integran, las relaciones que se establecen entre dichas OML constituyentes y las nuevascuestiones problemáticas que pueden abordarse en la OMR final y que no podían abordarse en ninguna de las OML iniciales. 2.2. La construcción de una OM local relativamente completa Es interesante observar –y ésta es una de las tesis centrales de este trabajo– que las OML que aparecen explícitamente en las instituciones escolares se han constituido a partir de una integración incompleta o una coordinación demasiado débil de ciertas OMP y, como consecuencia, las OML que viven en las instituciones escolares presentan múltiples incompletitudes. Por lo tanto, sólo podremos mostrar sus características y experimentar la posibilidad de llevar a cabo un proceso de estudio de las mismas si, previamente, realizamos un trabajo de ingeniería matemática que permita reconstruir OML relativamente completas. En esta dirección hemos empezado a diseñar sendas OML en torno a la derivación de funciones (Fonseca y Gascón 2000), en torno al estudio de funciones elementales y en torno a la divisibilidad en la Enseñanza Secundaria española (Gascón 2001). Por razones de espacio no podemos reproducir aquí ninguno de estos ejemplos. En su lugar, caracterizaremos lo que entendemos por “grado de completitud” de una OML a partir de dos tipos de características que podríamos considerar complementarios. En primer lugar, consideraremos las propiedades del proceso de reconstrucción de una OML, es decir, la dinámica del proceso de estudio cuyo producto final es la OML considerada. Dualmente, consideraremos las propiedades de su estructura definida a partir de los componentes de la OML (tipos de problemas, técnicas, tecnologías y teorías) y de las relaciones entre ellos. Postulamos que el análisis conjunto de la dinámica y de la estructura de una OML es lo que permite determinar el grado de completitud de la misma. Aunque los procesos de construcción (o de reconstrucción escolar) de las OML pueden diferir mucho entre sí, todos ellos están regidos por una misma dinámica que la TAD describe en términos de los 12 Recherches en Didactique des Mathématiques momentos de la actividad matemática. Hay que subrayar en este punto que los momentos que estructuran el proceso de estudio no tienen un carácter “temporal”, sino que constituyen factores o dimensiones de dicho proceso. De hecho, a lo largo de un mismo proceso de estudio, los diferentes momentos pueden aparecer en varias ocasiones sin estar sujetos a un orden prefijado. Si consideramos las propiedades del proceso de reconstrucción de una OML, podemos suponer que su grado de completitud dependerá de la medida en que se cumplan las siguientes condiciones:11 OD1. Partimos del principio que la OML debe responder a ciertas cuestiones que no pueden ser respondidas por ninguna OMP y que constituyen sus razones de ser. Por ello debe haber un primer encuentro con un tipo de tareas Tq asociado a una cuestión q “con sentido”, esto es, que provenga de los niveles superiores de determinación didáctica y que conduzca a alguna parte (que no sea una cuestión “muerta”) (Chevallard 2002b). OD2. El proceso de reconstrucción de una OML debe contener momentos exploratorios en los que la comunidad de estudio tenga la oportunidad de construir y empezar a utilizar una técnica inicial τ0 potencialmente útil para realizar las tareas del tipo Tq. Dicha exploración debe permitir comparar las variaciones de τ0 que aparecen al abordar las diferentes tareas del tipo Tq. OD3. La exploración de una OML debe desembocar en un verdadero trabajo de la técnica que se inicia rutinizando τ0 hasta provocar un desarrollo progresivo de dicha técnica. Este desarrollo debe generar técnicas relativamente nuevas para la comunidad de estudio. El trabajo de la técnica debe proseguir hasta que los estudiantes alcancen un dominio robusto del conjunto de las técnicas, lo que provocará la ampliación progresiva del tipo de tareas inicial Tq y la aparición de nuevos tipos de tareas. OD4. En la reconstrucción de una OML deben aparecer nuevas cuestiones matemáticas relativas a las diferentes técnicas que van apareciendo, esto es, cuestiones relativas a la interpretación, la justificación y el alcance de las técnicas, así como a las relaciones que se establecen entre ellas. Denominamos “cuestionamiento tecnológico” al conjunto de estas cuestiones cuya respuesta requerirá la realización de nuevas tareas matemáticas que también pasarán a integrarse en la OML en construcción. Para llevar a cabo este conjunto de tareas matemáticas será necesario utilizar un marco tecnológico- 11 Las designamos por OD en referencia a las seis dimensiones o momentos que componen la Organización Didáctica. El orden de aparición, OD1-OD6, no hace referencia al desarrollo cronológico del proceso de estudio. Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 13 teórico que permitirá construir (además de justificar, interpretar y relacionar) todas las técnicas necesarias. Por ello, cuando no se hace ninguna referencia al proceso concreto de construcción, se dice que una OML está caracterizada por una tecnología, θ, que engloba a todas las OMP que la integran. OD5. En el proceso de reconstrucción de una OML es necesario institucionalizar aquellos elementos que deben ser considerados por la comunidad de estudio como “componentes explícitos” de la organización, distinguiéndolos así de aquellos otros elementos que, a lo largo del proceso, sólo han desempeñado el papel de instrumentos auxiliares de la construcción. Esta institucionalización no debe afectar únicamente a elementos praxeológicos aislados: la institucionalización de cualquier componente de la OML debe hacer referencia (más o menos explícita) a la OML en su conjunto, por lo que podríamos decir que el sujeto de la institucionalización es siempre, al menos virtualmente, una OML. OD6. Ligada a la institucionalización también es preciso evaluar la calidad de los componentes de OML construida: los tipos de tareas (¿están bien identificados?, ¿existen especímenes suficientemente variados de cada tipo?, ¿a qué cuestiones están asociados?, ¿están relacionados con el resto de la actividad de los estudiantes o bien están aislados?); las técnicas (¿están suficientemente trabajadas?, ¿son fiables?, ¿son económicas?, ¿son las más pertinentes para realizar las tareas presentadas?); y el discurso tecnológico (¿es suficientemente explícito?, ¿ayuda efectivamente a interpretar y justificar las técnicas?, ¿permite variar las técnicas en la dirección adecuada para construir nuevas técnicas?). Pero dado que las OML, por completas que éstas sean, presentan siempre múltiples insuficiencias que se ponen de manifiesto, por ejemplo, en la existencia de nuevas cuestiones problemáticas que no pueden abordarse en su seno, es imprescindible evaluar la OML en conjunto. Esta evaluación será la que acabará mostrando la necesidad de articularla con otras OML, alrededor de una teoría matemática común Θ, para constituir una OMR. 2.3. Estructura de las OM locales relativamente completas Consideramos que el producto resultante de un proceso de construcción que cumpla OD1-OD6 es una OML relativamente completa. Mostraremos que proceso y producto constituyen una unidad indivisible, una totalidad organizada cuyos componentes se implican mutuamente. En efecto, veremos que las características de los componentes de una OML –y, en consecuencia, la estructura resultante– son un fruto necesario del proceso de construcción y que éste, a su vez, se sirve de dichos componentes (a medida que van 14 Recherches en Didactique des Mathématiques siendo producidos) como instrumentos imprescindibles de la actividad. Enumeraremos a continuación siete indicadores del grado de completitud de una OML. OML1. Integración de los tipos de tareas En una OML conviven necesariamente varios tipos de tareas problemáticas relacionadas entre sí, ya sea por un discursotecnológico, o bien mediante sucesivos desarrollos de las técnicas. El grado de completitud depende entonces de la integración entre los distintos tipos de tareas y de los vínculos existentes entre ellas. Una OML será menos completa cuanto más aislados (esto es, realizables mediante técnicas que no estén relacionadas mediante ningún elemento tecnológico) estén los tipos de tareas que la componen. OML2. Diferentes técnicas y criterios para elegir entre ellas Una OML será más completa en la medida que puedan existir técnicas alternativas (que pueden ser variaciones de una misma técnica) para realizar algunos de sus tipos de tareas, sin que haya entonces una identificación absoluta entre cada tipo de tarea con su técnica asociada. Este indicador de la completitud comporta que en la OML existan, además, los elementos tecnológicos que permiten cuestionar las distintas técnicas alternativas, analizar sus equivalencias o diferencias y discernir cuál es la más fiable o económica. OML3. Independencia de los ostensivos que integran las técnicas La flexibilidad de las técnicas de una OML comporta, en particular, que éstas no se identifiquen rígidamente con los objetos ostensivos (Bosch y Chevallard 1999) que se utilizan para describirlas y para aplicarlas sino que, por el contrario, acepten diferentes representaciones ostensivas dependiendo de la actividad matemática en la que están inmersas y hasta de la tarea específica abordada dentro de un tipo de tareas. OML4. Existencia de tareas y de técnicas “inversas” Otro indicador de la flexibilidad de las técnicas y, por lo tanto, del grado de completitud de la OML lo proporciona el hecho que existan en OML técnicas “reversibles”, es decir que permiten resolver un tipo de tarea y también la tarea inversa, entendiendo por “inversa” aquella que se define, por ejemplo, intercambiando datos e incógnitas o cuestionando las condiciones de realización de la tarea o de aplicación de una determinada técnica. Está claro que la tarea inversa de una tarea dada no está definida unívocamente. Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 15 OML5. Interpretación del resultado de aplicar las técnicas En la medida que una OML sea más completa, su discurso tecnológico deberá adquirir mayor funcionalidad, especialmente en la interpretación del funcionamiento de las técnicas y de su resultado. Este aspecto de la completitud implica que en OML existen los elementos tecnológicos necesarios para llevar a cabo esta tarea de interpretación de las técnicas, que deberá hacerse en referencia a la OML en su conjunto, en términos de todos sus componentes. OML6. Existencia de tareas matemáticas “abiertas” Una OML será más completa en la medida en que permita abordar cuestiones “abiertas”, esto es, tipos de tareas en los que se estudian situaciones donde los datos y las incógnitas no están prefijados completamente de antemano. En un primer nivel, las cuestiones abiertas son aquellas en las que los datos son valores conocidos que se tratan como si fuesen desconocidos (parámetros) y las incógnitas no son objetos matemáticos concretos (como, por ejemplo, valores numéricos) sino las relaciones que se establecen entre ellos en determinadas condiciones explicitadas en el enunciado de la tarea. Existe un segundo nivel de tareas abiertas en las que el estudiante ha de decidir, ante una situación determinada, qué datos debe utilizar y cuáles son las incógnitas más pertinentes. En este segundo nivel se incluyen las tareas de modelización matemática. Parece evidente que una OML que permita abordar –y por lo tanto integre, en cierta medida– este tipo de cuestiones, también cumplirá los indicadores anteriores relativos a la flexibilidad de las técnicas, el desarrollo de los tipos de tareas y la existencia de un cuestionamiento tecnológico funcional. OML7. Incidencia de los elementos tecnológicos sobre la práctica El último indicador hace referencia explícita al hecho que cada OML viene caracterizada por su tecnología. Por ello, consideramos que el grado de completitud de la OML depende también de las relaciones que se establezcan entre estos elementos tecnológicos y de su incidencia efectiva sobre la práctica matemática que se lleva a cabo en OML. En particular, un indicador importante del grado de completitud de una OML lo constituye la medida en que la tecnología permita construir técnicas nuevas (para la comunidad de estudio) capaces de ampliar los tipos de tareas de OML. Esta construcción progresiva de los tipos de tareas que se estudian es también una condición necesaria para poder plantear y abordar en OML cuestiones problemáticas cada vez más abiertas. 16 Recherches en Didactique des Mathématiques Hay que subrayar, de nuevo, que la noción de “completitud” es relativa. No tiene sentido hablar de OML “completas” ni de OML “incompletas”. Se trata, en todos los casos, de una cuestión de grado: existen OML más o menos “completas” que otras en función del grado en que sus componentes cumplen las condiciones descritas por los indicadores OML1-OML7. Dualmente, y como hemos indicado en el párrafo 2.2., si nos fijamos en el proceso de construcción y no sólo en el producto, entonces el grado de completitud de una OML dependerá también de la manera cómo se cumplan las condiciones “didácticas” OD1-OD6. 3. CARACTERÍSTICAS DE LAS OM DE SECUNDARIA Y DISCONTINUIDADES EN EL PASO A LA UNIVERSIDAD En lo que sigue denominaremos “S” y “U”, respectivamente, a las instituciones escolares de la Enseñanza Secundaria y la Enseñanza Universitaria12 de las matemáticas. En lo que se refiere a la discontinuidad entre ambas o, en otros términos, a las contradicciones entre los correspondientes contratos didácticos institucionales, formularemos una conjetura general haciendo uso de las nociones básicas del modelo de la actividad matemática elaborado por la TAD. Esta conjetura servirá de base para reformular el problema docente inicial como un verdadero problema didáctico en el ámbito del Programa Epistemológico de investigación en didáctica de las matemáticas. 3.1. Conjetura general: incompletitud de las OML escolares Con ayuda de la noción de “praxeología matemática” (puntual, local y regional), podemos expresar ahora la anunciada conjetura general, en forma de una hipótesis con tres partes que se refieren, respectivamente, a S, a U y al tránsito de S a U: H(S): En S el estudio de las organizaciones matemáticas se centra en el bloque práctico-técnico [T/τ], siendo muy escasa la incidencia del bloque tecnológico-teórico [θ/Θ] sobre la actividad matemática que se realiza efectivamente. Esta separación funcional entre ambos bloques se pone de manifiesto, en particular, en la ausencia de todo tipo de cuestionamiento tecnológico de los tipos de tareas y las técnicas matemáticas de S. Así, por ejemplo, no se cuestiona hasta qué punto están justificadas las técnicas que se utilizan, ni la 12 Dada la gran variedad de estudios universitarios en los que aparecen las OM, nos parece prudente restringir nuestro análisis a un pequeño grupo de licenciaturas de ciencias y de carreras técnicas cuyo prototipo estaría representado por la propia licenciatura de matemáticas. Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 17 interpretación de los resultados que proporcionan dichas técnicas, ni su alcance o dominio de validez, ni su pertinencia para llevar a cabo una tarea determinada, ni su eficacia, ni su economía, ni sus relaciones con otras técnicas, ni sus limitaciones, ni las posibles modificaciones que podrían sufrir dichas técnicas para aumentar su eficacia en la realización de ciertas tareas. En resumen, la actividad matemática que se lleva a cabo en S es esencialmente práctico-técnica y raramente alcanza el nivel tecnológico. Como consecuencia, las OM que se estudian en S son generalmente OM puntuales, muy rígidasy aisladas (o poco coordinadas entre sí), lo que dificulta, e incluso impide, que en dicha institución se reconstruyan efectivamente OML relativamente completas.13 H(U): En U se propone, desde un principio, el estudio de organizaciones matemáticas regionales, OMR, cuya presentación suele concentrarse, por cuestiones de economía, en la teoría, Θ, en la que la OMR ha acabado cristalizando. Dado que el teoricismo es el modelo docente predominante en U,14 se tiende a identificar “enseñar y aprender matemáticas” con “enseñar y aprender teorías”, por lo que el proceso didáctico empieza, y prácticamente acaba, en el momento en que el profesor “enseña” (en el sentido de “muestra”) las teorías a los alumnos. En esta situación, el bloque práctico-técnico [T/τ] queda, de nuevo, completamente desconectado del bloque tecnológico- teórico, [θ/Θ], aunque aquí la causa es otra. En U, el trabajo práctico- técnico es considerado como una actividad secundaria dentro del proceso didáctico global y, en todo caso, juega un papel auxiliar en el aprendizaje de las teorías. Del mismo modo, los elementos tecnológicos que aparecen sirven para ilustrar algún aspecto particular de la teoría matemática, pero nunca para integrar las distintas OMP disponibles (previamente estudiadas) en nuevas OML relativamente completas. Se supone, en efecto, que las OML que se evocan en U están disponibles con un grado suficiente de completitud, y por ello no se reconstruyen efectivamente en U. Aquí, la separación funcional entre ambos bloques –y la consiguiente dificultad para conectar el bloque práctico-técnico de la actividad con la teoría cristalizada que se muestra a los estudiantes– se pone de manifiesto, por ejemplo, en la 13 En la siguiente sección describimos mediante cinco conjeturas específicas algunas de las características principales de esta rigidez que postulamos. Posteriormente contrastaremos empíricamente dichas conjeturas específicas. 14 Las primeras descripciones de los modelos docentes (llamados inicialmente “paradigmas”) fueron publicadas en Gascón (1992 y 1994). Ver también Bosch y Gascón (2002). 18 Recherches en Didactique des Mathématiques ausencia de las cuestiones problemáticas que constituyen la “razón de ser” de las OMR estudiadas (esto es, de las cuestiones a las que la OMR responde) en el caso en que dichas cuestiones hayan surgido en el bloque práctico-técnico de las OML previamente construidas. En resumen, la actividad matemática que se lleva a cabo en U está muy centrada en los componentes teóricos de las OMR que se proponen para ser estudiadas. Se da por supuesto que las OML que integran las citadas OMR han sido construidas como OML relativamente completas por lo que no se siente la necesidad de “descender” a los detalles. Y cuando el proceso de estudio que se lleva a cabo en U abandona momentáneamente la “cúspide” de la teoría cristalizada, para recorrer una parte del “cuerpo” de la OMR, choca con restricciones institucionales muy fuertes como, por ejemplo, las necesidades de economía didáctica, la ignorancia de la función del trabajo técnico en la génesis y el desarrollo de los conocimientos matemáticos y la ausencia de instrumentos para describir adecuadamente la actividad matemática. Estas restricciones sólo permiten entonces “bajar” desde el nivel teórico hasta el nivel práctico-técnico por canales tecnológicos aislados. H(S–U): El tránsito de S a U es un momento especialmente delicado del proceso global de estudio de las matemáticas y, por lo tanto, constituye un aspecto importante y posiblemente prototípico del problema de la articulación del currículum de matemáticas. Hemos postulado que las OM que se estudian en S son puntuales, muy rígidas y aisladas lo que dificulta enormemente que en dicha institución se reconstruyan efectivamente OML relativamente completas. En U, sin embargo, se da por supuesto que las OML que integran las OMR propuestas para ser estudiadas cumplen en un grado relativamente alto las condiciones OML1-OML7. De ahí que nunca se retomen ni las OMP ni las OML disponibles para desarrollarlas, completarlas e integrarlas en OMR cada vez más amplias. Este malentendido entre ambas instituciones perpetúa la ausencia institucional de los procesos de reconstrucción de OML relativamente completas y constituye un importante obstáculo de origen didáctico que provoca graves disfunciones en el comienzo del estudio de las matemáticas en la Universidad. Este obstáculo es especialmente importante debido a que el tipo de actividad matemática que se requiere para reconstruir una OML es, tal como hemos descrito más arriba mediante las propiedades OD1-OD6, imprescindible para poner en marcha, de manera integrada, todas las dimensiones de la actividad matemática (Chevallard, Bosch y Gascón 1997; Chevallard 1999). Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 19 3.2. Aspectos de la rigidez de las OM de la Enseñanza Secundaria El objetivo inicial de este trabajo era analizar las disfunciones que aparecen cuando se inician los estudios de matemáticas en la Universidad, a fin de obtener criterios fundados para actuar sobre ellas. Una vez caracterizadas las OML relativamente completas, estamos en condiciones de formular algunas conjeturas específicas que permitan empezar a contrastar empíricamente ciertos aspectos de la conjetura general enunciada. Nos centraremos, concretamente, en aquellos aspectos que se refieren al tránsito entre ambas instituciones y que se ponen de manifiesto al comienzo de la Enseñanza Universitaria. Las conjeturas específicas que formularemos a continuación deben interpretarse, por lo tanto, a partir de la conjetura general enunciada anteriormente. Las cinco conjeturas (C1 a C5) explicitan algunos aspectos de la rigidez de las OMP que se estudian en Secundaria y son las que empezaremos a contrastar empíricamente a un nivel exploratorio.15 El enunciado de estas cinco conjeturas se desprende directamente (por negación) de las características OML1-OML7 que, con ayuda de las nociones de la TAD, hemos postulado que deberían poseer las OMP para poder integrarse en una OML relativamente completa. C1. Dependencia de la nomenclatura asociada a una técnica En U se considera que la “nomenclatura” es irrelevante y que un simple cambio de los símbolos que se utilizan para poner en marcha una técnica no puede representar una modificación importante de la actividad matemática. Pero en S la rigidez de las OMP puede llevar a identificar y hasta confundir la técnica con los objetos ostensivos (ya sean símbolos, gráficos o palabras escritas u orales) que constituyen su soporte material (Bosch 1994). Entre los múltiples ejemplos de esta dependencia podemos citar: el desarrollo del cuadrado de un binomio; la fórmula para resolver las ecuaciones de segundo grado y las reglas de derivación de funciones. C2. Aplicar una técnica no incluye interpretar el resultado Debido a la escasa incidencia del bloque tecnológico-teórico en las organizaciones matemáticas que se estudian en S, generalmente no se exige interpretar adecuadamente el resultado de aplicar una técnica para considerar que dicha técnica ha estado “correctamente” utilizada. Así, por ejemplo, el uso escolar de las técnicas para calcular límites de 15 Sobre la noción de “estudio exploratorio”, ver Batanero et al. 1992 y 1994. 20 Recherches en Didactique des Mathématiques funciones y la forma habitual de utilizar muchas de las técnicas de resolución de ecuaciones (por ejemplo, ecuaciones irracionales) no incluye ninguna “interpretación” de los resultados obtenidos. Lo anterior no significa que un profesor concreto o determinados libros de texto no interpreten los resultados que se obtienen al aplicar las técnicas matemáticas y hasta la manera concreta de aplicarlas. Significaque ésta no es una de las responsabilidades que el contrato didáctico institucional asigna a los alumnos en S. C3. No existen dos técnicas diferentes para realizar una misma tarea En U se necesita que determinadas OMP no sean problemáticas para los estudiantes –se precisa que formen parte de su medio matemático16– para que puedan utilizarse de manera flexible a lo largo del proceso de estudio universitario. En particular, cuando existen dos técnicas matemáticas “equivalentes en U” para un cierto subtipo de tareas, esto es, técnicas que proporcionan resultados equivalentes para las tareas de dicho subtipo (como, por ejemplo, dos reglas de derivación para una misma función), se requiere que la elección más adecuada o la utilización indistinta no provoque ningún tipo de dificultades a los estudiantes. Pero, como ya hemos dicho, en S se utilizan técnicas aisladas y muy rígidas hasta el punto de que, aunque “existan” –en la práctica docente del profesor y en los libros de texto– dos técnicas diferentes para un mismo tipo de tareas, no forma parte de la responsabilidad matemática del alumno –en el contrato didáctico– decidir para cada tarea concreta cuál de las dos técnicas es la más pertinente. Suele suceder, además, que una de las dos técnicas se acaba imponiendo de tal manera que se convierte en la manera de resolver ese tipo de problemas en S, adquiriendo un carácter autotecnológico y provocando la práctica desaparición de la técnica rival. Podemos citar, como ejemplos de técnicas autotecnológicas, la “regla de tres”, la regla de derivación de funciones polinómicas y la “regla de Ruffini”. C4. Ausencia de técnicas para realizar una tarea “inversa” Uno de los aspectos más importantes de la rigidez de las OMP que se estudian en S se manifiesta en la no reversión de las técnicas 16 Entendemos por “medio matemático” de una comunidad de estudio –por ejemplo, de una clase de alumnos en una institución docente– “[...] el conjunto de objetos con los que los alumnos tienen una familiaridad matemática tal que pueden manipularlos con toda seguridad y cuyas propiedades les parecen incuestionables” (Chevallard, Bosch y Gascón 1997, p. 217). Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 21 matemáticas correspondientes. En términos del contrato didáctico podemos decir que, en S, no forma parte de la responsabilidad matemática del alumno invertir una técnica para llevar a cabo la tarea inversa. Podría decirse, más en general, que el contrato didáctico en S no asigna al alumno, ni tampoco al profesor, la responsabilidad de modificar una técnica “conocida” de manera adecuada para llevar a cabo una tarea un poco diferente a la tarea inicial. Esta conjetura implica, en particular, que cuando existen dos tareas “inversas” entre sí (esto es, tareas con los datos y las incógnitas intercambiados) las correspondientes técnicas suelen tratarse como si fueran “independientes”. Así, por ejemplo, el paso de las ecuaciones cartesianas de una variedad lineal a la ecuación vectorial de ésta (esto es, la resolución de un sistema de ecuaciones lineales) y recíprocamente, el paso de la ecuación vectorial a las ecuaciones cartesianas, son tareas inversas en el sentido citado, pero en S se consideran como tareas independientes que se realizan con técnicas no relacionadas entre sí. En otros casos la tarea inversa está ausente como, por ejemplo, la tarea de pasar de la gráfica de una función elemental a la expresión analítica de ésta. C5. Ausencia de situaciones abiertas de modelización Los problemas escolares se presentan, tanto en S como en U, con enunciados muy cerrados en los que figuran como “datos” todos los que se necesitan (exactamente) para resolver el problema sin que falte ni sobre ninguno. Raramente se presenta una situación abierta donde el estudiante deba decidir cuáles son los datos que se necesitan para formular correctamente un problema matemático. Pocas veces se problematiza el propio enunciado de los problemas como punto de partida para plantear nuevos problemas. La ausencia de técnicas explícitas de modelización comporta que, en ambas instituciones, la modelización matemática constituya una de las actividades más problemáticas y menos reguladas. Al aceptarse implícitamente (sobre todo en U, donde domina el modelo docente “teoricista”) que no existen técnicas de modelización matemática, se tiende a considerar que las modelizaciones matemáticas que se realizan en S son simples “cambios de lenguaje” o “cambios de nomenclatura” triviales que no tienen la categoría de “verdaderas” técnicas matemáticas. Así, por ejemplo, los problemas de combinatoria y de probabilidad (pero también los de optimización, entre otros) se tratan como si las 22 Recherches en Didactique des Mathématiques relaciones entre el sistema a modelizar y el modelo matemático de dicho sistema fueran transparentes y no problemáticas.17 Tal como hemos subrayado a lo largo de este trabajo, nuestro estudio exploratorio se centra en empezar a contrastar experimentalmente los cinco aspectos de la rigidez de las OM que se estudian en Secundaria y que hemos caracterizado mediante las conjeturas C1-C5. Hemos elegido para ello dos tipos de datos empíricos como indicadores de las características de las OM que se reconstruyen en la institución de la enseñanza secundaria española: (a) Las respuestas de una amplia muestra de estudiantes a las tareas matemáticas propuestas en un cuestionario con 31 preguntas (ver anexo 1). (b) Los datos obtenidos del análisis de una muestra de manuales aprobados oficialmente por las autoridades educativas españolas para su uso en la enseñanza secundaria. Estos datos pueden considerarse, como ya hemos dicho, la “respuesta de los libros de texto” al citado cuestionario. 4. ANÁLISIS DE LAS RESPUESTAS AL CUESTIONARIO Para empezar a contrastar empíricamente cada una de las anteriores conjeturas elaboramos dos versiones sucesivas de un cuestionario (o “prueba inicial”) que hemos pasado a estudiantes que comienzan sus estudios en U. Ambas fueron pasadas a finales de octubre –de los años 1999 y 2000 respectivamente– en un momento en que los estudiantes habían tenido unas pocas semanas de clase en la Universidad. En este trabajo sólo aportaremos los datos de la segunda versión de este cuestionario porque ésta constituye un refinamiento del primero. Durante el curso 2001/2002 también se pasó una versión revisada de este cuestionario a una muestra de 366 estudiantes de diferentes Facultades de la Universitat “Jaume I” de Castellón. No incluimos aquí el análisis de las respuestas a esta tercera prueba (ver Fonseca, 17 Así, por ejemplo, se considera que transformar el enunciado de un problema como el siguiente: ¿De cuántas maneras diferentes puede haberse modificado el resultado de un partido de fútbol desde el 0-0 inicial hasta el 3- 2 final?” en otro enunciado en el que se hable de “grupos de símbolos” y de restricciones que deben satisfacer dichos grupos, tal como: “¿Cuántos grupos de 5 símbolos pueden construirse con las letras L (de “Local”) y V (de “Visitante”) de tal forma que cumplan las siguientes condiciones: (a) cada grupo debe contener exactamente tres “L” y dos “V”; (b) para considerar que dos grupos son diferentes deben diferir en la posición de algún símbolo? no requiere utilizar ninguna técnica matemática, es un simple “cambio de lenguaje” trivial. Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 23 Gascón y Orús 2002) que confirma plenamente las conclusiones que se desprenden de las dos primeras pruebas. Es importante subrayar que con estas pruebas no pretendemos analizar los conocimientos matemáticos de los estudiantes, ni individualmente ni colectivamente. De hecho, una muestra “ideal” de sujetos estaría formada por “buenos alumnos de S” enel sentido de alumnos bien adaptados a dicha institución, con un buen expediente matemático. Nuestro objetivo principal consiste en utilizar las respuestas de los estudiantes como indicadores de algunas de las características de las OM que se estudian en S y poner de manifiesto la existencia y la naturaleza de determinados obstáculos epistemológicos y didácticos que dificultan el desarrollo del proceso de estudio de las matemáticas en el paso de Secundaria al primer ciclo de la Universidad. Elegimos para nuestro estudio dos Universidades: la Autònoma de Barcelona y la de Vigo. De la primera elegimos la Diplomatura de Estadística (EST) y la Licenciatura de Matemáticas (MAT), y de la segunda, la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial (EUITI), la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial (ETSII) y la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agroalimentaria (EUITA). En el cuestionario se incluyeron preguntas iniciales para obtener información de algunos datos personales de los estudiantes: procedencia de Secundaria (LOGSE o COU18); nota de Selectividad;19 Facultad en la que el estudiante estaba matriculado y otros. La distribución por Facultades de los 205 alumnos que realizaron la prueba es la siguiente (Tabla 1) FACULTADES EST EUITA ETSII EUITI MAT TOTAL Recuento 6 19 54 69 1 149 COU % del total 2,93 9,27 26,34 33,66 0,49 72,68 Recuento 9 1 4 6 36 56 LOGSE % del total 4,39 0,49 1,95 2,93 17,56 27,32 SE C U N D A R IA TOTAL Recuento 15 20 58 75 37 205 18 El COU es el antiguo “Curso de Orientación Universitaria” con el que finalizaba el bachillerato anterior a la ley de reforma educativa vigente actualmente en España que extendió la enseñanza obligatoria hasta los 16 años. 19 La Selectividad es un examen externo que se realiza en la Universidad al acabar el Bachillerato. Permite asignar a cada estudiante una nota global que, junto con su expediente académico, decide a qué carreras universitarias puede acceder. 24 Recherches en Didactique des Mathématiques % del total 7,32 9,76 28,29 36,59 18,05 100,00 Tabla 1. – Composición de la muestra de estudiantes Analizaremos a continuación los resultados obtenidos, interpretándolos en función de las conjeturas que pretendemos contrastar. C1. Dependencia de la nomenclatura asociada a una técnica Ítems: 1, 6, 11a, 11b, 16a, 16b, 21, 24, 27a, 27b, 30a y 30b Queremos investigar qué ocurre en S cuando trabajamos con variables designadas con símbolos no habituales para el alumno. Normalmente en S se plantean las tareas matemáticas utilizando las variables que figuran en los ítems 1, 11a, 11b, 24, 30a y 30b. Para contrastar esta conjetura debemos analizar cómo cambia la dificultad de los ítems cuando, para la misma tarea matemática, se cambian los símbolos habituales por otros símbolos. Items 1 12a 21 11a 27a 11b 27b 16a 30a 16b 30b 6 24 % 81,9564,8857,5610,7311,2250,7341,9527,3233,1740,4945,3769,7669,27 Tabla 2. – Porcentaje de respuestas correctas ♦ Los datos de la Tabla 2 reflejan claramente que el porcentaje de respuestas correctas en los ítems 1 (variable x), 12a (variable t) y 21 (variable a y x como ruido) baja de una forma muy importante al pasar de la variable x a la variable t y disminuye todavía más cuando aparece la x como “ruido” y la a como variable de integración. En el caso de la derivación de una función racional, se observa una diferencia significativa en el porcentaje de aciertos al pasar de la variable x (ítem 11b) a la variable s (ítem 27b). ♦ Sin embargo, las respuestas a los ítems 6 (variable p) y 24 (variable x) parecen sugerir que la dificultad para representar funciones cuadráticas es independiente de la variable. De todos modos, el análisis cualitativo de las respuestas muestra que la técnica utilizada por la inmensa mayoría de estudiantes es una tabla de valores. De esta forma la dificultad de los ítems pasaba a ser independiente de las variables respectivas y sólo dependía de cálculos algorítmicos. ♦ Por último, hay que notar que la racionalización de los denominadores cuando éstos están expresados como potencias de exponente racional (ítems 16a y 16b) presenta una dificultad mayor que cuando los denominadores están expresados como radicales (30a y 30b). El análisis de las respuestas muestra, además, que casi todos alumnos que realizan la tarea empiezan Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 25 transformando la expresión con exponentes racionales a la nomenclatura de radicales que les resulta más familiar. Este resultado es significativo, por lo menos, del poco uso escolar de los exponentes fraccionarios. ♦ Los ítems 11a y 27a (derivación de una función exponencial) han resultado demasiado difíciles para los estudiantes, por lo que no son adecuados para contrastar la conjetura. En resumen, podemos seguir afirmando que las técnicas dependen de los medios materiales que le sirven de soporte, pero debemos añadir que dicha dependencia y, por tanto, este primer tipo de rigidez, disminuye a medida que los estudiantes dominan de una manera robusta las técnicas en cuestión. C2. Aplicar una técnica no incluye interpretar el resultado Ítems: 2a y 2b, 7a y 7b, 12a y 12b, 15a y 15c, 17a y 17b El objetivo que perseguimos en este bloque es el de cuantificar en qué medida el utilizar correctamente una técnica comporta interpretar correctamente el resultado obtenido (o el procedimiento utilizado). Las tareas que se proponen para contrastar esta conjetura no deberían ser problemáticas para los alumnos que han acabado la enseñanza secundaria, esto es, forman parte del medio matemático del alumno. Ítems 2a 2b 7a 7b 12a 12b 15a 15c 17a 17b % 48,29 16,10 30,73 10,73 64,88 21,95 60,49 32,20 51,22 31,22 Tabla 3. – Porcentaje de respuestas correctas ♦ Los datos de la tabla 3 reflejan que los alumnos tienen dificultades para pasar de una propiedad analítica de las derivadas (ítem 2a) a la interpretación geométrica del resultado (ítem 2b). ♦ También aparece una caída en el porcentaje de aciertos entre los alumnos que conocen la técnica del cálculo del límite de una función racional (ítem 7a) y los que la interpretan correctamente (ítem 7b). ♦ Hay una distancia importante entre el porcentaje de respuestas del ítem 12a (conocimiento de la técnica del cálculo de una integral definida) y el porcentaje de alumnos que interpretan correctamente el resultado de aplicar dicha técnica (ítem 12b). ♦ Después de construir una función afín (ítem 15a), las respuestas al ítem 15c muestran claramente que la inmensa mayoría de los estudiantes tienen dificultades para interpretar la derivada de dicha función. 26 Recherches en Didactique des Mathématiques ♦ Por último, los resultados de los porcentajes de aciertos respecto de los ítems 17a (cálculo del límite de una función exponencial) y 17b (interpretación del resultado) reafirman los resultados anteriores. En resumen, podemos afirmar claramente que la mayoría de alumnos no ha sabido interpretar los resultados que obtenía o, incluso, que no entendían qué se les pedía al solicitarles una interpretación, como pone de manifiesto el alto porcentaje de respuestas en blanco. C3. Inexistencia de dos técnicas diferentes para una misma tarea Ítems: 3 y 22, 8 y 25, 13 y 28, 18a y 18b. Para comprobar el porcentaje de alumnos que conocen dos técnicas diferentes para una misma tarea, proponemos tareas algorítmicas muy elementales con las que forzosamente el alumno debe estar familiarizado: cálculo de un porcentaje, cálculo del máximo común divisor, resolución de una inecuación de segundo grado y cálculo de una derivada muy sencilla. Ítems 22 3 25 8 13 28 18a 18b % 44,39 29,76 84,88 63,90 36,10 23,41 57,56 21,95 Tabla 4. – Porcentaje de respuestas correctas ♦ Para calcular el mínimo común múltiplo de dos números, los alumnos estánmucho más familiarizados con la técnica de descomposición de factores primos (ítem 22) que con la utilización del máximo común divisor, propuesta en el ítem 3. ♦ Para calcular el precio final después de aplicar un descuento, los alumnos prefieren la técnica aditiva (ítem 25) a la multiplicativa (ítem 8) y, además, el análisis cualitativo de las respuestas muestra que la técnica multiplicativa no es utilizada espontáneamente sino que es construida a partir de la técnica aditiva, dado que la distancia entre ambas técnicas es mínima. ♦ Los resultados del ítem 18a muestran que más de la mitad de los alumnos dominan la técnica de la derivada de un cociente de funciones, mientras que los que conocen otra técnica distinta se reduce a menos de la cuarta parte (ítem 18b). ♦ En lo que se refiere a la resolución de inecuaciones de segundo grado, la técnica dominante es la algebraica (ítem 13), mientras que la técnica gráfica (ítem 28) presenta más dificultades. En resumen, el porcentaje de estudiantes que utilizan dos técnicas diferentes para cada una de las tareas propuestas es, en la mayoría de los casos, inferior al 30%. Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 27 C4. Ausencia de técnicas para realizar la tarea inversa Ítems: 4 y 23, 9 y 26, 19 y 31, 6 y 29, 24 y 29. Para estudiar esta conjetura proponemos, de nuevo, tareas que en S son rutinarias como, por ejemplo, buscar las raíces de un polinomio de tercer grado (cuando son enteras o pueden calcularse fácilmente), representar una función polinómica de grado 2 y resolver un sistema de dos ecuaciones lineales con dos incógnitas. Ítems 23 4 9 26 19 31 24 29 % 70,24 25,37 55,12 7,80 35,61 20,00 69,27 16,10 Tabla 5. – Porcentaje de respuestas correctas ♦ Vemos que los aciertos en la representación gráfica de una parábola alcanzan un porcentaje del 69,27% (ítem 24), mientras que la tarea inversa (pasar de la gráfica de la parábola a su ecuación) baja a un 16,10% (ítem 29). ♦ En el caso de la tarea de resolver un sistema de dos ecuaciones lineales (ítem 9), se pasa de un 55,12% de aciertos en la tarea “directa” a un 7,8% de aciertos en la tarea inversa (escribir un sistema dadas las soluciones, ítem 26). Los resultados de la tabla 5 muestran que el porcentaje de aciertos en dichas tareas, que tomaremos como “directas”, es muy superior al de las correspondientes tareas “inversas”. C5. Ausencia de situaciones abiertas de modelización Ítems: 5, 10, 15 y 20. Para estudiar esta conjetura proponemos únicamente tareas matemáticas en las que se trata principalmente de manipular un modelo matemático dado en el enunciado. Hemos renunciado a proponer tareas de modelización matemática de una situación en la cual el estudiante tuviese que decidir cuáles eran los datos y las incógnitas pertinentes para elaborar el modelo en cuestión. Ítems 5a 5b 10a 10b 15a 15b 15c 20a 20b % 54,63 23,90 29,27 7,32 60,49 46,83 32,20 20,00 11,22 Tabla 6. – Porcentaje de respuestas correctas Los datos de la Tabla 6 muestran claramente que los estudiantes tienen graves dificultades para manipular el modelo matemático elemental de una situación. El análisis cualitativo de las respuestas muestra que en la mayoría de los casos los estudiantes no utilizan adecuadamente el modelo dado en el enunciado para responder a las cuestiones que se proponen. Los porcentajes bajan de una forma 28 Recherches en Didactique des Mathématiques considerable cuando la tarea de modelización incluye una interpretación, en términos de la situación modelizada, de los objetos matemáticos que aparecen. 5. ANÁLISIS DE LOS LIBROS DE TEXTO Para aumentar la base empírica de las conjeturas C1-C5, hemos utilizado un segundo tipo de datos que, al igual que las respuestas de los estudiantes al cuestionario, consideramos como indicadores de las características de las OM que viven en S. Se trata de los datos obtenidos del análisis de una muestra de libros de texto20 que desarrollan el currículum oficial de la Enseñanza Secundaria Obligatoria (ESO, 12-16 años) y del Bachillerato (16-18 años). Estos datos pueden considerarse, como ya hemos dicho, la “respuesta de los libros de texto” al citado cuestionario. La elección de los manuales se ha hecho teniendo en cuenta su amplia difusión en todo el estado español y, en particular, en las comunidades autónomas que participan en nuestra investigación. Editorial Cursos Año de publicación ANAYA 1º a 4º de ESO 2002 ANAYA 1º y 2º Bachillerato 2000 y 2001 SANTILLANA 1º a 4º de ESO 2002 SANTILLANA 1º y 2º Bachillerato 2002 McGRAW-HILL 1º a 4º de ESO 2002 McGRAW-HILL 1º y 2º Bachillerato 2002 SM 1º a 4º de ESO 2002 SM 1º y 2º Bachillerato 2002 Tabla 7. – Composición de la muestra de libros de texto Para llevar acabo el análisis hemos considerado, para cada conjetura, el tema del currículum que incluye los ítems del cuestionario relativos a dicha conjetura. Para cada tema, se ha formulado una conjetura específica que es, de hecho, la que se contrastará propiamente. C1: Dependencia de la nomenclatura asociada a una técnica El cuestionario permitía su exploración especificándola a cuatro temas concretos: derivación, integración definida, representación gráfica de funciones elementales y racionalización de fracciones numéricas. Proponemos para cada uno de estos temas una especificación de la 20 En el caso del Bachillerato hemos tomado los textos correspondientes a la modalidad de Ciencias de la Naturaleza y de la Salud y Tecnología. Incompletitud de las organizaciones matemáticas locales 29 conjetura C1. Se obtienen así las cuatro Conjeturas Específicas siguientes: C1A: En el cálculo de integrales definidas (e indefinidas) predomina la letra x como designación de la variable real independiente (generada por los ítems 1, 12a y 21). C1B: En el cálculo de derivadas predomina la letra x como designación de la variable real independiente (generada por los ítems 11a, 27a, 11b y 27b). C1C: En la representación gráfica de funciones predomina la letra x como designación de la variable real independiente (generada por los ítems 24 y 6). C1D: En el trabajo de racionalización de los denominadores de fracciones numéricas, predomina la designación de los números irracionales con radicales frente a la designación con potencias de exponente fraccionario (ítems 30a, 30b, 16a y 16b). Los resultados del análisis de los libros de texto en relación a este grupo de conjeturas específicas son los siguientes: Tipo de tareas Variable x Variable distinta de x C1A Cálculo de integrales indefinidas 1217 2 C1A Cálculo de integrales definidas 131 0 C1B Cálculo de derivadas 952 5 C1C Gráfica de funciones 492 2 Radicales Exponente fraccionario C1D Racionalización 57 0 Tabla 8. – Datos de los libros de texto respecto a la Conjetura 1 La tabla 8 se refiere al numero total de las tareas de cada tipo que aparecen en el conjunto de los manuales analizados. Así, por ejemplo, en el conjunto de todos los libros de Bachillerato analizados aparecen 1217 tareas relativas al cálculo de integrales indefinidas con la variable x y únicamente 2 tareas de ese tipo utilizan una variable distinta de x. El resto de los datos presentan una contundencia similar. C2. Aplicar una técnica no incluye interpretar el resultado Teniendo en cuenta los temas en los que se sitúan los ítems del cuestionario que hacen referencia a esta conjetura, aparecen las siguientes conjeturas específicas:21 21 Las dificultades para encontrar un tema del currículum de matemáticas en el que situar los ítems 2a y 2b, nos ha llevado a no formular ninguna conjetura específica generada por dichos ítems. 30 Recherches en Didactique des Mathématiques C2A: El cálculo del límite de una función (dada por su expresión analítica) ya sea en
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