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UNIVERSIDAD DE COSTA RICA ESCUELA DE MATEMÁTICA TALLERES SOBRE LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LA ESTADÍSTICA EN EDUCACIÓN SECUNDARIA DIRIGIDOS A PROFESORES DE MATEMÁTICA INFORME DE PRÁCTICA DIRIGIDA PARA OPTAR POR EL GRADO DE LICENCIATURA EN ENSEÑANZA DE LA MATEMÁTICA RODOLFO DAVID FALLAS SOTO Ciudad Universitaria Rodrigo Facio, Costa Rica 2013 ii DEDICATORIA A mi abuela, madre, padre y hermano por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, en toda mi educación, tanto académica, como de la vida, por su incondicional apoyo perfectamente constante a través de todo este tiempo. iii AGRADECIMIENTOS A la M.Sc. Floria Arias Tencio por dirigir este trabajo. Sus observaciones y apoyo fueron siempre acertadas. Su experiencia y pasión por la enseñanza de la matemática es digno de admirar. Su aporte, desde luego, en la realización de este trabajo es invaluable. Al Dr. William Ugalde Gómez, por sus sugerencias, detalles y por su conocimiento brindado a lo largo de este trabajo. A la M.Sc María de los Ángeles Mora Moya por su apoyo y comentarios aportados en este trabajo. A la M.Sc Lorena Salazar Solórzano, por sus comentarios y consejos que fueron de gran ayuda en este proceso. A la M.Ed. Ana Victoria Fonseca Rodríguez por colaborar en la aplicación de la propuesta didáctica en secundaria. A todos los participantes en los talleres, que con sus valiosos aportes se logra concluir este trabajo. A mis compañeros y amigos que de una u otra manera contribuyeron en la realización de este proyecto. iv Este informe de práctica dirigida fue aprobado por los siguientes Miembros del Tribunal Dr. Pedro Méndez Hernández Director de la Escuela de Matemática. ____________________________ M.Sc. Floria Arias Tencio Directora. ____________________________ M.Sc. María de los Ángeles Mora Moya Lectora asesora. ____________________________ Dr. William Ugalde Gómez Lector asesor. ____________________________ Lic. Virgilio Benavides Vargas Lector externo. ____________________________ M. Sc Ronny Gamboa Araya Lector externo. ____________________________ v INDICE GENERAL DEDICATORIA ----------------------------------------------------------------------------- ii AGRADECIMIENTOS -------------------------------------------------------------------- iii HOJA DE APROBACIÓN ---------------------------------------------------------------- iv INDICE GENERAL ------------------------------------------------------------------------ v RESUMEN ----------------------------------------------------------------------------------- vii 1. JUSTIFICACIÓN ------------------------------------------------------------------------ 1 2. OBJETIVOS ------------------------------------------------------------------------------ 6 2.1 Objetivo general -------------------------------------------------------------------- 6 2.2 Objetivos específicos ------------------------------------------------------------- 6 3. MARCO DE REFERENCIA ---------------------------------------------------------- 7 3.1 La estadística ----------------------------------------------------------------------- 7 3.2 Algunas tendencias futuras sobre la estadística --------------------------- 9 3.3 La estadística en la educación matemática --------------------------------- 12 4. REFERENTE METODOLÓGICO --------------------------------------------------- 18 4.1 Estudio a profundidad de la propuesta --------------------------------------- 18 4.2 Aplicación de la propuesta en secundaria ----------------------------------- 18 4.3 Planeamiento y diseño de talleres -------------------------------------------- 19 4.4 Aplicación de los talleres -------------------------------------------------------- 23 4.5 Análisis crítico de las actividades realizadas ------------------------------- 24 vi 5. DESARROLLO DE LAS CLASES EN SECUNDARIA ------------------------ 26 5.1 Descripción de las clases -------------------------------------------------------- 26 5.2 Primera clase ----------------------------------------------------------------------- 27 5.3 Segunda clase ---------------------------------------------------------------------- 28 5.4 Tercera clase ----------------------------------------------------------------------- 29 5.5 Cuarta clase ------------------------------------------------------------------------- 30 5.6 Quinta clase ------------------------------------------------------------------------- 31 5.7 Sexta clase -------------------------------------------------------------------------- 32 6. DESARROLLO DE LOS TALLERES ---------------------------------------------- 33 6.1 Descripción de los talleres ------------------------------------------------------ 33 6.2 Primer taller: Conceptos básicos de la estadística ------------------------ 37 6.3 Segundo taller: Distribución de frecuencias -------------------------------- 47 6.4 Tercer taller: Gráficos estadísticos -------------------------------------------- 53 6.5 Cuarto taller: Medidas de posición -------------------------------------------- 56 7. ANÁLISIS DE LA EXPERIENCIA -------------------------------------------------- 59 7.1 Logros del trabajo ----------------------------------------------------------------- 60 7.2 Obstáculos -------------------------------------------------------------------------- 64 7.3 Recomendaciones para la Unidad didáctica ------------------------------- 67 8. CONCLUSIONES ---------------------------------------------------------------------- 69 9. BIBLIOGRAFÍA -------------------------------------------------------------------------- 71 10. NUEVA PROPUESTA DE LA UNIDAD DIDÁCTICA ------------------------ 73 11. MATERIAL COMPLEMENTARIO PARA EL DESARROLLO DE LOS TALLERES A PROFESORES ---------------------------------------------------------- 170 12. ANEXOS -------------------------------------------------------------------------------- 291 vii RESUMEN El siguiente proyecto es un informe de trabajo final de graduación para optar al grado de Licenciatura en Enseñanza de la Matemática. Proyecto que trata de una práctica dirigida cuyo propósito principal es validar y actualizar una propuesta didáctica en el tema de estadística para secundaria. Se justifica el motivo de trabajar en este proyecto y se colocan las teorías que utilizó Navarro en su propuesta, con ideas actualizadas que son las bases para la práctica. Además se aplica la propuesta en un colegio público del país con el propósito de obtener la experiencia propia en la enseñanza de este tema y su contexto. Luego surge la necesidad de capacitar a un grupo de profesores de secundaría en este tema, tanto en estadística como y su didáctica, con el fin de crear a un grupo de especialistas que ayuden a validar la propuesta de Navarro y realizar sus cambios respectivos para su actualización. Finalmente como resultado, se crea un material en este tema que ayuda de complemento para el crecimiento teórico y práctico de los participantes. También se presenta la propuesta de Navarro con los cambios realizados obtenidos en todo este proceso. . 1 1. JUSTIFICACIÓN En la educación matemática muchos tópicos como aritmética, geometría, álgebra, estadística y probabilidad, ayudan a proporcionar a los alumnos de secundaria los conocimientos necesarios para enfrentar los requerimientos de la vida cotidiana o proseguir con éxito sus estudios en grados superiores dependiendo de lo que se vayan a desempeñar. En la actualidad una enseñanza básica de las matemáticas que no contemple aspectos relacionados con la estadística y el tratamiento de la información,así como nociones de probabilidad, se considera insuficiente para que los alumnos desarrollen los conocimientos y actitudes que les permitirán más tarde convertirse en ciudadanos atentos a lo que ocurre en su entorno. Con respecto a esto Batanero (1998) menciona: Debido al espectacular desarrollo de la informática y a la disponibilidad de paquetes de cálculo, fácilmente manejables y accesibles, asistimos en nuestros días a una demanda cada vez mayor de formación estadística, lo que sin duda ha contribuido a que en los diseños curriculares propuestos para la Reforma de las Enseñanzas no Universitarias estos contenidos reciban mayor peso. Este fenómeno no es exclusivo del país: la enseñanza de los contenidos referidos a estadística y probabi- lidad se acentúa en los nuevos planes de estudio de diferentes países. Como ejemplos podemos citar el Curriculum Nacional de Inglaterra y Gales, puesto en funcionamiento en 1988 y las recomendaciones sobre el tema incluidas en los Curriculum and Evaluation Standards del N.C.T.M. en Estados Unidos. Pero si queremos aprovechar las posibilidades de renovación curricular que se manifiesta en la intención de la reforma, desde la primera toma de contacto con el tema, debiera tratarse el análi- sis de datos desde un punto de vista exploratorio, como se está iniciando en otros países, máxime teniendo a nuestra disposición herramientas tan poderosas como los micro ordenadores. (p.2) 2 En el año 1994 se incluye por primera vez en los Programas de Estudios de Matemática para Educación Secundaria en Costa Rica el área de estadística. Una de las razones que justifican la presencia y el peso de la estadística en esta etapa es la de proporcionar instrumentos básicos para interpretar las informaciones que utilizan este tipo de técnicas. (Programas de Estudios 2005, MEP, pág 54). Así también los Programas de Matemática aprobados recientemente, dan un lugar privilegiado a la formación en esta área. Al respecto se menciona en los Programas de Estudios 2012-2013: A partir de los años 90 se ha generalizado su uso y potenciado su lugar en los currículos de los distintos países por su notable presencia en la vida cotidiana. Esta es un área que permite visualizar mejor el papel de las matemáticas y contribuir con actitudes y creencias positivas en torno a esta disciplina. Por eso esta área posee un lugar estratégico, que alimenta directamente el sentido de la competencia matemática, alrededor de la descripción de la realidad y el cultivo de la resolución de problemas en contextos del entorno. (p.50) Para muchos profesores de matemática, la enseñanza de la estadística supone una problemática. Una dificultad que proviene de cambios progresivos que la estadística está teniendo en nuestros días, tanto desde su contenido, como las demandas de formación. Como menciona Batanero y Serrano (1995): Se está caminando hacia una sociedad cada vez más informatizada y una comprensión de las técnicas básicas de análisis de datos y de su interpretación es cada día más importante. Esto lleva a tener que enseñar estadística a alumnos con capacidades y actitudes variables, e incluso a los que siguen un bachillerato, que no disponen de la misma base de conocimientos de cálculo que sus compañeros. (p.16) Al mismo tiempo, la estadística como ciencia, se encuentre en un periodo de crecimiento en la sociedad, al tener numerosos procedimientos disponibles a 3 la aplicación en muchas profesiones, alejándose de la matemática como tal y convirtiéndose en una ciencia para el estudio e interpretación de datos, esto implica la un reto para la enseñanza de un tema en continuo cambio y crecimiento. Además el crecimiento tecnológico ayuda en trabajos a realizar en la estadística, en donde debe estar presente el manejo de estos recursos a nuestro favor. La enseñanza de la matemática tradicional difiere de la enseñanza de la estadística por su naturaleza. Un indicador de ello es el análisis e interpretación de datos para la toma de decisiones así como la aplicación de conceptos que deben tener los estudiantes en la probabilidad y estadística, mientras que esto no existe en álgebra o geometría. También en la comprensión de datos está evitar el posible abuso que dan los medios de comunicación en estudios estadísticos, ejemplificando con esto la especificidad del campo de estudio. La formación específica de los profesores en este ámbito específico es prácticamente inexistente ya que los estudiantes de enseñanza de la matemática en este país tienen que llevar solamente un curso en este tema. Los profesores que provienen de la Licenciatura en la Enseñanza de la Matemática no tienen una formación en didácticas específicas y por consiguiente en didáctica de la estadística, igualmente tampoco tienen conocimientos en estadística aplicada pues solo se cuenta con un curso para su profesorado, insuficiente para tan grande área de conocimiento. La situación es aun peor en lo que se refiere a los profesores de primaria, la mayor parte de los cuales no han tenido una formación básica no solo sobre la didáctica de la estadística, sino sobre los conceptos básicos de estadística o probabilidad. 4 Por otro lado, autores como Sánchez y compañeros señalan que aunque existen libros de texto para secundaria, la investigación didáctica está comenzando a mostrar algunos errores conceptuales y un uso de pedagogía inadecuada que se transmiten con una mayor frecuencia de lo que sería deseable en los libros de texto. Además son libros de texto que mecanizan procedimientos para utilizar en estadística, sin crear en los estudiantes la criticidad y análisis en las conclusiones de algún estudio realizado y son textos que dan ejemplos para aplicar conceptos que no generan importancia en el contexto de los estudiantes para toma de decisiones, perdiendo el sentido de la enseñanza en este tema. Lo malo es que los profesores de secundaria al no tener suficiente formación en este tema, se ven influenciados a seguir la línea de algún libro de estadística, creando esta problemática en la enseñanza de esta ciencia. Finalmente, la naturaleza interdisciplinaria del tema, hace que los conceptos estadísticos aparezcan en otras materias, donde los profesores de otras asignaturas se ven obligados a enseñar estadística, lo que puede ocasionar conflictos cuando las definiciones o propiedades presentadas de los conceptos no coinciden con las impartidas en la clase de matemáticas. Por esto mismo, es claro que se hace necesaria una mejor preparación previa y formación permanente del educador matemático, ojala con apoyo de los departamentos universitarios y grupos de investigación implicados, para lograr que la formación en el área que se propone, realmente llegue a los niños y jóvenes del país. De todos es conocido que, a la fecha el área de estadística sigue siendo un tema con poco tratamiento en las aulas costarricenses, dado que, por una parte resulta novedosa para muchos docentes que nunca la habían impartido, pero no alcanza el tiempo para estudiarlo y por otra parte, no 5 existe prueba a nivel nacional que evalúe este tema. Además se presenta el caso de algunos docentes que no recuerdan o no tienen el suficiente dominio de los contenidos, ya sea por motivo de su formación académica (como se mencionó anteriormente) o porque dejaron de estudiar la temática. Para citar tan sólo un caso, el año pasado el proponente de este proyecto realizó una consulta a 10 docentes que se encontraban impartiendo octavo año, sobre la posibilidad de implementar algunas lecciones de las propuestas por la profesora Navarro, como una forma de valorar las mismas, y únicamente una de las docentes había dispuesto dos semanas del curso lectivo para esta tarea. En este contexto, el proponente de este proyecto, considera una actividad académica sumamente valiosay pertinente, la realización de un trabajo final de graduación en la modalidad de práctica dirigida, que permita mediante una serie de talleres para docentes de matemática en ejercicio de educación secundaria la implementación, evaluación y mejoramiento de las lecciones propuestas por la profesora Navarro. Así como responder, en alguna medida, a una necesidad concreta y urgente, como es la capacitación de los docentes en la enseñanza de la estadística en educación secundaria. Sin dejar de lado, lo más importante aún, la oportunidad de enriquecer la formación teórica y práctica del proponente en un área de poca presencia en la formación inicial recibida. 6 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo general 1. Validar la propuesta didáctica de Navarro para la enseñanza de la estadística en secundaria. 2.2 Objetivos específicos 1. Implementar la propuesta didáctica de Navarro en un grupo de estudiantes de octavo nivel de secundaria. 2. Diseñar talleres sobre diferentes estrategias metodológicas basadas en el trabajo final de graduación de Navarro aplicadas a la enseñanza de la estadística. 3. Aplicar talleres sobre diferentes estrategias metodológicas aplicadas a la enseñanza de la estadística, dirigidos a profesores de matemática en educación secundaria. 4. Realizar cambios a la propuesta didáctica de Navarro junto con el grupo de profesores participantes en los talleres. 5. Actualizar la propuesta didáctica de Navarro para la enseñanza de la estadística en secundaria. 7 3. MARCO DE REFERENCIA A continuación se plantean algunos de los supuestos teóricos que se consideran en este trabajo para realizar el planteamiento de los talleres con los docentes. Es importante dejar claro que una de las etapas a desarrollar en esta práctica dirigida es concluir el estudio de literatura específica, en relación con didáctica de la estadística. Es decir, el desarrollo teórico que se plantea aquí no se da por concluido, sino representa un avance que indica la línea que se espera seguir. 3.1 La estadística La estadística es una disciplina que está cada día más presente en la vida cotidiana. Es común leer en los diarios resultados de encuestas de opinión, encuestas sobre intención de voto, tendencias de índices económicos como la inflación; en los noticiarios de radio y televisión se analizan con frecuencia los resultados de estudios estadísticos, se presentan cuadros y gráficos que tratan de dar a conocer al lector los resultados de algún estudio. En fin es difícil escapar de la abundancia de datos que nos rodean. En el año 1901, con la aparición de la bio-metría, obra de Galton (biólogo) y K.Pearson (físico-matemático), podemos centrar el comienzo de un intenso desarrollo de la estadística, entendida en ese momento como análisis matemático de variables aleatorias y estudio de poblaciones numerosas mediante muestras. Aunque la estadística se ha desarrollo en forma extensa en el presente siglo y ha fundamentado sus métodos en el cálculo de probabilidades, tiene algún antecedente remoto en los trabajos de J. Graunt (1620-1674), vendedor de paños de Londres, hombre de escasa preparación que, utilizando datos 8 demográficos reunidos en parroquias, consiguió descubrir, por inferencia estadística, leyes demográficas de validez permanente y estimar mediante muestras la población de Londres con buena aproximación; su gran inteligencia y la calidad de sus trabajos le mereció el honor de ser incorporado como miembro de la sociedad real, siendo el verdadero precursor de la estadística. El nombre de Estadística o Ciencia de las cosas que pertenecen al Estado se atribuye a Achenwall (1719-1772), profesor de la Universidad de Goetingen; no es una denominación del todo apropiada en esta época pues la estadística abarca todos los campos de la actividad técnica y científica y se ha salido del ámbito de la economía, entendiéndose hoy en día que la estadística es más bien una rama de la matemática pura y aplicada que analiza el comportamiento de las variables aleatorias y estudia poblaciones numerosas mediante muestras. (Enrique J. Blaksley, 1997) La estadística se divide principalmente en dos tipos: estadística descriptiva y estadística inferencial. Estadística Descriptiva: se trata de hacer descripciones de los datos, principalmente mediante números que resumen la información, cuadros que la presentan adecuadamente y gráficos que sean fáciles de interpretar. Por ello es corriente usar términos como medidas de posición, medidas de variabilidad, gráficos de barras y circulares, entre otros. Estadística Inferencial: consiste en inferir o generalizar las propiedades de un todo (llamado población) partiendo de lo observado en una parte de esa población, llamada muestra; sus métodos están basados principalmente en la teoría de la 9 probabilidad debido a que el proceso de inducción o generalización tiene asociada una cierta incertidumbre. En el programa de estudios de matemática del MEP, se propone trabajar con estadística descriptiva, principalmente en el tema de distribución de frecuencias. Con ello se “pretende lograr desarrollar en el educando una actitud crítica ante la información que le presentan los medios de comunicación...” (Programas de estudio, 2005) En este tema de la estadística es conveniente tomar en cuenta que su presencia y peso se encuentra a la hora de proporcionar instrumentos básicos para interpretar informaciones, de manera que el estudiante razone y obtenga conclusiones sobre el tema en estudio. Por ello en el programa del MEP (2001) se menciona: La parte relevante en este tema debe estar orientada hacia la recolección de datos hecha por los mismos estudiantes. Las encuestas, las entrevistas y recolección de información en libros y revistas, no deben faltar. La interpretación de la información que proporcionan los gráficos estadísticos también constituye una acción relevante dentro de este tema; pero no debe limitarse a la simple interpretación, sino que el estudiante debe formular conjeturas e inferencias que lo lleven a establecer conclusiones y a tomar decisiones sobre su calidad de vida. 3.2 Algunas tendencias futuras sobre la estadística Es indiscutible que el siglo XX ha sido el siglo de la estadística, que ha pasado a considerarse una de las ciencias metodológicas fundamentales y 10 base del método científico experimental. La enseñanza de la estadística, sin embargo, aún se encuentra en sus comienzos, aunque como se ha descrito parece avanzar de una forma imparable. ¿Será el siglo XXI el siglo de la educación estadística? Estamos iniciando este siglo y se analizará a continuación algunos indicadores que parecen dar una respuesta positiva a esta pregunta, así como sugerir algunos cambios previsibles en nuestros métodos de enseñanza de esta materia. Un primer indicador de la expansión futura de la educación estadística son los trabajos previstos por IASE, como el congreso ICOTS VI en el 2002 y las sesiones de educación en la Conferencia ISI de Corea en 2001. Otras sociedades estadísticas están también organizando secciones especificas de educación estadística, como, por ejemplo, la ASA (American StatisticalAssociation), AERA (American EducationalResearchAssociation), Royal StatisticalSociety, en Inglaterra, Sociedad estadística Japonesa, la Sociedad Española de Investigación en Educación Matemática, etc.. Un tipo de agrupación diferente, es el International Study Groupfor Research in Learning Probability and Statistics formado por mas de 250 investigadores de unos 40 países, que se conectan a través del correo electrónico e intercambian información por medio de un Boletín distribuido electrónicamente y situado en Internet. La flexibilidadde este tipo de organización se debe a su bajo costo y eficiencia en la distribución de la información, así como en la disponibilidad de ayuda de tipo diverso, desde el intercambio de trabajos, la lectura o revisión de trabajos en curso o el desarrollo de proyectos conjuntos. Las revistas orientadas a los profesores de estadística son un indicador de la existencia de una problemática docente y de un interés de los profesores por 11 mejorar su acción docente, razón por la cual queremos ayudar a nuestros colegas profesores de matemática, en el desarrollo de sus clases con el contenido de la educación estadística. El mejor exponente lo tenemos en Teaching Statistics, que ha cumplido ya 21 años de existencia durante los cuales se ha ido desarrollando y adquiriendo una identidad y calidad internacional reconocida. Además de los artículos sobre temas didácticos, la versión actual incluye temas históricos, curriculares, resúmenes de investigación, actividades para el aula, análisis de software y libros, bancos de datos con orientaciones para su uso en clase y las paginas centrales editadas por el IASE con noticias de la sociedad. Otras revistas similares son Induzioni en Italia y Stochatik in der Schüle, en Alemania, además de la ya citada Journal of Statistical Education, publicada en la North Carolina State University, que es una revista de educación estadística en el ámbito universitario con un servicio de información asociado. Algunas de las asociaciones que se han nombrado preparan boletines de noticias que distribuyen por Internet con un sistema semejante al de las revistas electrónicas, como la Newsletter del International Study Group for Research on Learning Probability and Statistics. A nivel docente podemos citar el boletín del Statistics Teacher Network, que es una asociación de profesores de estadística en los niveles de primaria y secundaria. A la vista de todas estas posibilidades, surge la pregunta de hacia dónde va la educación estadística y qué tipo de enseñanza tendrá lugar en el futuro (Hawkins, 1997). Es difícil dar una respuesta, aunque los libros de texto se empiezan a transformar a ediciones electrónicas e incluso en formato accesible a la consulta, modificación y sugerencias a través de Internet. Es 12 también sencillo obtener datos de todo tipo para que los estudiantes puedan realizar investigaciones sobre casi cualquier tema, incluso con pocos recursos disponibles. 3.3 La estadística en la educación matemática Recientemente la estadística se ha incorporado en forma generalizada al currículo de matemáticas de la enseñanza primaria y secundaria, y de las diferentes especialidades universitarias en la mayoría de países desarrollados. Las razones de este interés hacia la enseñanza de la estadística han sido repetidamente señaladas por diversos autores, desde comienzos de la década de los ochenta. Por ejemplo en Holmes (1980) enuncia lo siguiente: La estadística es una parte de la educación general deseable para los futuros ciudadanos adultos, quienes precisan adquirir la capacidad de lectura e interpretación de tablas y gráficos estadísticos que con frecuencia aparecen en los medios informativos. Para orientarse en el mundo actual, ligado por las telecomunicaciones e interdependiente social, económica y políticamente, es preciso interpretar una amplia gama de información sobre los temas más variados. Es útil para la vida posterior, ya que en muchas profesiones se precisan conocimientos básicos del tema. La estadística es indispensable en el estudio los fenómenos complejos, en los que hay que comenzar por definir el objeto de estudio, y las variables relevantes, tomar datos de las mismas, interpretarlos y analizarlos. 13 Su estudio ayuda al desarrollo personal, fomentando un razonamiento crítico, basado en la valoración de la evidencia objetiva; hemos de ser capaces de usar los datos cuantitativos para controlar nuestros juicios e interpretar los de los demás; es importante adquirir un sentido de los métodos y razonamientos que permiten transformar estos datos para resolver problemas de decisión y efectuar predicciones (Ottaviani, 1998). Ayuda a comprender otros temas del curriculum, tanto de la educación obligatoria como posterior, donde con frecuencia aparecen gráficos, resúmenes o conceptos estadísticos. Otro aspecto que fue ya señalado por Fischbein (1975), es el carácter exclusivamente determinista que el currículo de matemáticas ha tenido hasta hace unos años, y la necesidad de mostrar al alumno una imagen más equilibrada de la realidad, tal y como él menciona: "En el mundo contemporáneo, la educación científica no puede reducirse a una interpretación unívoca y determinista de los sucesos. Una cultura científica eficiente reclama una educación en el pensamiento estadístico y probabilístico". Más recientemente, Begg (1997) señala que la estadística es un buen vehículo para alcanzar las capacidades de comunicación, tratamiento de la información, resolución de problemas, uso de ordenadores y trabajo cooperativo y en grupo, a las que se da gran importancia en los nuevos currículos. Además, la probabilidad y la estadística se pueden aplicar fácilmente, puesto que no requieren técnicas matemáticas complicadas. Sus aplicaciones, proporcionan una buena oportunidad para mostrar a los estudiantes la utilidad de la matemática para resolver problemas reales, siempre que su enseñanza se lleve a cabo mediante una metodología 14 heurística y activa, enfatizando la experimentación y la resolución de problemas. Todas estas razones han impulsado la investigación y el desarrollo curricular en el campo específico de la estadística. Los materiales didácticos, el software educativo, investigaciones, revistas, reuniones y congresos sobre la enseñanza de la estadística han crecido espectacularmente en los últimos años. (Batanero 1988) El interés por la enseñanza de la estadística, dentro de la Educación Matemática, viene ligado al rápido desarrollo de la estadística como ciencia y como disciplina útil en la investigación, la técnica y la vida profesional, impulsado notablemente por la difusión de los ordenadores y el crecimiento espectacular de la potencia y rapidez de cálculo de los mismos, así como por las posibilidades de comunicación. Todo ello ha facilitado el uso de la estadística a un número creciente de personas, provocando, en consecuencia, una gran demanda de formación básica en esta materia, formación que ha sido encomendada, en los niveles no universitarios, a los profesores de matemáticas. Batanero (2000) propone que para integrar la estadística en la formación matemática de los niños y jóvenes, se debe reflexionar, en primer lugar, sobre los fines principales de esta enseñanza tales como: Que los alumnos lleguen a comprender y a apreciar el papel de la estadística en la sociedad, conociendo sus diferentes campos de aplicación y el modo en que la estadística ha contribuido a su desarrollo. Que los alumnos lleguen a comprender y a valorar el método estadístico, esto es, la clase de preguntas que un uso 15 inteligente de la estadística puede responder, las formas básicas de razonamiento estadístico, su potencia y limitaciones. (p.3) El alcance de estos fines permite a los estudiantes el desarrollo de las siguientes competencias propuestas por Yilmaz citado por Roberto Behar (2001), en su artículo “Mil una dimensiones del aprendizaje de la estadística.” Habilidad para ligar la estadística con situaciones del mundo real. Conocer los conceptos básicos de estadística. Habilidad para sintetizar los componentes de un estudio estadístico. Comunicar los resultados de una manera clara. (p.6) La principal razón del estudio de la estadística es que los fenómenos aleatoriostienen una fuerte presencia en nuestro entorno. Tradicionalmente, la mayoría de las aplicaciones mostradas en el estudio de la probabilidad se refieren al campo de los juegos de azar, porque éste es familiar e interesante para los alumnos y porque los espacios muestrales en estas aplicaciones son finitos. Sin embargo, si queremos que el alumno valore el papel de la probabilidad y estadística, es importante que los ejemplos que mostramos en la clase hagan ver de la forma más amplia posible esta fenomenología, e incluyan aplicaciones de su mundo biológico, físico, social y político, como las descritas en Tanur (1989). Sin renunciar a los juegos de azar, aplicaciones como las características genéticas, la previsión atmosférica, el resultado de las elecciones, el crecimiento de la población, la extinción de las especies, el efecto del tabaco o drogas sobre la salud, la extensión de 16 epidemias, los resultados deportivos, el índice de precios o el censo de la población son cercanas a los intereses de los alumnos. Ya se ha indicado que la probabilidad y la estadística son muy cercanas al mundo familiar al alumno y que, por tanto proporcionan una oportunidad extraordinaria de "matematizar", de mostrar al alumno el proceso de construcción de modelos, así como la diferencia entre "modelo" y realidad. Por otro lado, las teorías de aprendizaje aceptadas con mayor generalidad enfatizan el papel de la resolución de problemas, de la actividad del alumno en la construcción del conocimiento, así como de la formulación (lenguaje matemático), validación (demostración y razonamiento de las ideas matemáticas) e institucionalización (puesta en común; acuerdo social en la construcción del conocimiento). El profesor no es ya un transmisor del conocimiento, sino un gestor de este conocimiento y del medio (instrumentos, situaciones) que permita al alumno progresar en su aprendizaje. La propuesta de talleres de construcción del conocimiento estadístico, se concibe como el espacio donde se trabajan obras de diferentes tipos de una forma grupal o individual, donde las personas puedan manipular materiales que les permita desarrollar de una mejor manera el aprendizaje del tema en estudio. Por su parte, los Estándares Curriculares y de Evaluación para la Educación Matemática del NCTM (1991) afirman que en el estudio de la estadística en secundaria los estudiantes deben explorar situaciones de forma activa, experimentando y simulando modelos. Pero hay que tener en cuenta que el material en sí mismo no es suficiente, por lo que es esencial el tipo de situación didáctica que se organice en torno al material. Conviene también tener en cuenta algunos puntos específicos sobre el uso de tales materiales. 17 Por tanto, las situaciones de aprendizaje en la clase de estadística, implica realizar una serie de experimentos, recoger sus resultados, calcular las frecuencias de los distintos resultados, elaborar tablas y gráficos, y comprobar conjeturas (hipótesis) sobre el experimento, es decir, organizar un estudio estadístico del experimento. Sólo cuando se recogen datos de una serie larga de experimentos se produce la convergencia y se aprecian regularidades en el comportamiento de los fenómenos. 18 4. REFERENTE METODOLÓGICO 4.1 Estudio a profundidad de la propuesta En esta etapa, se realizó un análisis de la propuesta hecha por Navarro, en donde se estudió intensamente el marco teórico, como revisar otras fuentes que sirvan de fundamento teórico para el trabajo. En la búsqueda de fuentes, se encuentra el hecho de estudiar los contenidos en estadística, con el fin de aplicar la propuesta a un grupo de octavo nivel en un colegio público. Se inicia la búsqueda de una institución de educación secundaría que nos ayude en la aplicación de la propuesta. El centro educativo que ayuda para la realización de la actividad, es el Liceo José Joaquín Vargas Calvo, con un grupo de octavo nivel a cargo de la profesora Ana Victoria Fonseca. Al conversar con la profesora encargada del grupo se determina el tiempo para enseñar el tema de estadística, que corresponde a dos semanas, pues es lo que queda del año lectivo, igual se considera el horario del grupo correspondiente a cinco lecciones semanales. 4.2 Aplicación de la propuesta en secundaria El trabajo de conseguir un grupo e institución fue difícil, ya que en muchos colegios públicos donde se propuso el proyecto se nos negaba la oportunidad, por diferentes razones como: no se enseña este tema por motivo de tiempo, existía choque de horarios por exámenes de bachillerato o hacían falta estudiar otros contenidos de geometría que para muchos profesores es más importante que la estadística. Luego de conocer el grupo e institución donde se aplicaría la propuesta, se iba a disponer solamente de dos semanas ya que estaba por concluir el ciclo 19 lectivo. No se inició antes pues faltaban contenidos de geometría por abarcar. El primer día con el grupo se realizó un diagnostico de los contenidos por abarcar y luego se estudia la historia de la estadística. El resultado de este diagnostico fue que los estudiantes tienen un poco la idea de lo que es estadística, pues lo han escuchado en los medios, pero que en su mayoría no maneja conceptos y no analizan la información estadística. Se dispone de 5 lecciones distribuidas en tres sesiones por semana (dos sesiones de dos lecciones y una sesión de una lección). Desde la primera clase se nota el ausentismo de los estudiantes, además que durante las seis clases de matemática siempre se presentaron estudiantes nuevos. El primer día del diagnostico se hicieron presentes 18 estudiantes mientras que el día del examen se presentaron 27 estudiantes. Al finalizar estas clases, un 50% del examen final realizado en el tercer trimestre del ciclo lectivo abarcó estadística, de los cuales se tiene registro de lo realizado. El otro 50% fue sobre temas de geometría. Se logra aplicar de manera vertiginosa la propuesta de Navarro. Con esto, se revalora el tiempo necesario para aplicar la propuesta, se anotan sugerencias para esta y se consiguen logros cognitivos que ayudarán en la práctica de los talleres a profesores. 4.3 Planeamiento y diseño de los talleres Esta etapa consistió en trabajar y confeccionar diversas actividades y materiales que se ofrecieron en cuatro talleres con los docentes, basados en el trabajo realizado por Navarro y a partir de la experiencia de aplicar el 20 trabajo en secundaria. Dichas actividades, tienen el propósito de actualizar y capacitar a los docentes en los contenidos de estadística, además para que trabajen en sus clases en forma contextualizada tanto en temas a nivel nacional e internacional. Con la ayuda de los participantes se revalora la propuesta de acuerdo a los resultados obtenidos en secundaria y en los talleres. En las diversas actividades realizadas en los talleres, se desea que los profesores experimenten procesos como: Construcción de modelos Resolución de problemas Construcción de conocimiento Formulación, demostración y validación de resultados. Con esto se desea estimular al docente para que planee actividades en las que se permita: Dividir de manera sistemática y organizada, las situaciones complejas en el campo de la estadística. Orientar a sus estudiantes a que dividan las situaciones complejas en otras más sencillas. Guiar a los alumnos a que realicen diferentes tipos de separaciones de un todo en sus elementos reales, cualidades, funciones y operaciones, además a que describan la secuencia de etapas que conforman un proceso que ocurre en el tiempo. Trabajar con recursos didácticos que sean accesibles tanto para los docentes como para los estudiantes. 21 Fuentes de información Las fuentes a utilizar en la creaciónde las actividades consistieron en: Fuentes bibliográficas: revistas de educación, periódicos, libros de didáctica matemática, libros de enseñanza de la matemática para secundaria, tesis de graduación. Artículos de páginas web, revistas electrónicas de educación matemática, páginas de universidades, bibliotecas virtuales. Consulta a especialistas y personas versadas en el tema por desarrollar. Por ejemplo, profesores y profesoras universitarios, así como profesores y profesoras de educación secundaria que nos orienten en las carencias que se tienen a la hora de trabajar con el tema en estudio. Técnicas e instrumentos para recolectar información Se construyeron instrumentos para que los supervisores y participantes evalúen los talleres. El cuestionario aplicado al Consejo Asesor difiere al de participantes, pues los supervisores evalúan al expositor y al taller desarrollado, analizando y criticando más abiertamente, mientras que el cuestionario a participantes evalúa lo alcanzado personalmente en ellos durante el taller. Cada cuestionario tiene dos partes, la primera parte consiste en los objetivos a lograr con los participantes (objetivos logrados en caso de ser participante) y objetivos logrados por el facilitador. Cada instrumento es diferente para cada taller por motivo de contenidos a desarrollar (ver cuestionarios en anexos). En el capitulo siete se analizarán los datos recolectados en estos cuestionarios. 22 Además se dispondrá de cámara de video para grabar las sesiones, al igual que un cuaderno de campo para anotar las experiencias de cada taller. Procedimientos para elaborar los talleres Para trabajar y confeccionar las actividades, se tuvo que seleccionar, adecuar y crear diversas situaciones didácticas en la enseñanza de la estadística. Esto con el fin de que los docentes puedan comprender el contenido de una mejor manera y así lo puedan enseñar en su respectiva institución. Básicamente las actividades deben poseer el mayor número posible de las siguientes características, propuestas por Fernando Corbalán Catedrático de Matemáticas del IES, “Grande Coviàn,” de Zaragoza Que resulten atractivos para los alumnos. Que sean motivadoras. Que exijan realizar acciones concretas. Que se relacionen con su vida diaria. Que les permitan relacionarse con las empresas e instituciones sociales. Que potencien la discusión entre el alumnado. Que impliquen la toma de decisiones. Que den lugar a resultados que luego se presentarán al resto del alumnado. Que tengan puentes entre la escuela y el entorno en que se inserta. Se preparó los materiales a utilizar en los talleres. Además se reservaron aulas y un laboratorio para las diferentes sesiones de trabajo. Para localizar a 23 docentes que gustaran de participar, se envió un correo electrónico a todos los profesores del proyecto MATEM, a los asesores regionales de matemática y se llevó la invitación personal a colegios de los alrededores de San Pedro de Montes de Oca. Hubo un cupo de 30 profesores. Dando preferencia a profesores de instituciones públicas. Para evaluar la didáctica de la estadística y este tema, se diseñó para cada taller un diagnostico (pre test) con parte de una actividad y otra que se discutirá entre todos a través de conversaciones. Se monitorio las percepciones de los profesores en el trabajo realizado cada taller como parte de una evaluación formativa cualitativa. Al final de cada taller se analizó en equipo, la propuesta de Navarro por partes distribuidas en cada taller, sirviendo a la vez como post test. 4.4 Aplicación de los talleres Se inscribieron 16 profesores, de los cuales solo 8 se hicieron presentes en el primer taller. Para el segundo taller asistieron 7 personas de las cuales dos profesores de la primera sesión no pudieron asistir por motivos laborales y dos profesores llegaban hasta ahora. Para la tercera y cuarta sesión asistieron 9 profesores que son los que nos ayudan a realizar el análisis de la propuesta. En los cuatro talleres asistió la directora de tesis, y en tres talleres estuvieron los lectores del proyecto. Se desarrollaron las actividades planeadas para los talleres a profesores, de los cuales eran cuatro sesiones de tres horas cada una. En cada taller se les da el material elaborado a los participantes junto con la propuesta de Navarro para su respectivo análisis. 24 Se espera que los proyectos estadísticos planteados por los profesores cobren un papel primordial en la enseñanza de este tema, pues es la línea que quería desarrollar Navarro, pues los proyectos introducen a los alumnos en la investigación, les permiten apreciar la dificultad e importancia del trabajo del estadístico y les hace interesarse por la estadística como medio de abordar problemas variados de la vida real. Además el propósito de estos talleres, es que junto con esos 9 profesores que participaron, se pueda analizar la propuesta de Navarro, dar sugerencias a la unidad didáctica y así validar la propuesta actualizándola con algunos cambios pertinentes. 4.5 Análisis critico de las actividades realizadas. En esta parte se realiza un análisis de las clases desarrolladas en el colegio y los talleres a profesores. Para lo anterior se utilizó una evaluación periódica tal como: En el colegio: Un cuaderno de campo para anotar los avances, sugerencias, reflexiones y limitaciones que surjan al realizar cada clase, con el fin de valorar lo hecho para realizar cambios en la propuesta y tener conocimiento del campo en donde se está trabajando. Observaciones de la directora de tesis y de la profesora encargada del grupo. Preguntas periódicas a los estudiantes. Una evaluación final a los estudiantes que forma parte del segundo examen trimestral. En los talleres: 25 Un cuaderno de campo para anotar los avances, sugerencias, reflexiones y limitaciones que surjan al realizar cada taller, con el fin de valorar lo hecho para realizar cambios en la propuesta y lograr un perfeccionamiento de esta. Evaluación de los supervisores, a partir de la construcción de instrumentos que puedan facilitar en las observaciones de los profesores. Evaluación de los participantes, a partir de un instrumento donde puede describir observaciones de la experiencia en los talleres. Grabar videos en cada taller, para analizarlos detalladamente y con esto contribuir en un mejor estudio de la práctica reforzando las conclusiones. Se concluye describiendo los logros y obstáculos desde la aplicación de la propuesta de Navarro en secundaria hasta el desarrollo y conclusión de los talleres a docentes, además de las recomendaciones por parte de todos los participantes en este proyecto, en beneficio de la unidad didáctica de Navarro, con el fin de presentar una versión actualizada y mejorada de esta. Profesores responsables de la supervisión Directora: Floria Arias Tencio Lectores Asesores: María de los Ángeles Mora Moya William Ugalde Gómez 26 5. DESARROLLO DE LAS CLASES EN SECUNDARIA 5.1 Descripción de las clases Se desea aplicar la unidad didáctica de Navarro en secundaria, más especifico a un grupo de octavo nivel. Para ello se hace una lectura y estudio previo a la propuesta y se junto con las seis sesiones (10 lecciones de 40 minutos) que se dispone, se distribuye la unidad por la cantidad de lecciones a dar. Los contenidos a enseñar quedan distribuidos de la siguiente manera por clases: Contenidos Tiempo Primera clase Definición de estadística, historia de la estadística. 80 min Segunda clase Definición de estadística inferencial y descriptiva. 40 min Tercera clase Conceptos de: población, muestra y variables (cualitativas y cuantitativas –discretas y continuas-). 80 min Cuarta clase Distribucionesde frecuencias absolutas y frecuencias relativas, con variables cualitativas. 80 min Quinta clase Medidas de tendencia central: la media aritmética, la mediana y la moda. 40 min Sexta clase Gráficos: barras, circular y lineal. 80 min El desarrollo de cada lección es prácticamente aplicar la propuesta de Navarro, pues está debidamente hecha para que el docente la aplique en secundaria. Se describe a continuación el desarrollo de cada clase. 27 5.2 Primera clase. Esta primera clase se distribuye treinta minutos para el diagnostico y los otros cincuenta minutos para desarrollar los contenidos de definición de estadística e historia de la estadística. Los objetivos que los estudiantes deben lograr, fueron: Objetivo general Comprender el concepto de estadística y su papel en el desarrollo de la humanidad. Objetivos específicos 1. Describir el concepto estadística y los tipos de estadística: inferencial y descriptiva. 2. Comprender algunos rasgos importantes de la historia y aplicaciones de la estadística. Se inicia la clase con un retraso de diez minutos, pues solo estaban tres estudiantes en el aula, los demás estaban por diferentes partes del colegio y fueron ingresando al aula con ayuda de la profesora que los iba llamando. Al inicio se aplica la prueba de diagnostico a los 18 estudiantes que se hicieron presentes, hasta este punto ya habían pasado cuarenta minutos. El diagnostico fue una prueba escrita con 6 preguntas, la primera pregunta era describir el concepto de estadística, la segunda y tercera sobre tipos de variables, la cuarta y quinta sobre análisis de gráficos estadísticos y la sexta sobre conceptos básicos en estadística. Evidentemente está prueba nos aseguró que los estudiantes no tenían conocimiento en este tema. 28 Luego del diagnostico se les muestra un video corto sobre la historia de la estadística, esto con el fin de que ellos luego de esto dieran ideas de lo que es la estadística. Algunas ideas fueron las siguientes: - Es una forma de evaluar aspectos de una materia o área de estudio. - Representa el número de algo estudiado en común. - Determina y estudia el número de personas para saber preferencias de algún tema. - Compara cantidades de algo que se estudia. - Son porcentajes que determina un estudio en cierto tema. Con esto se empieza a formar en grupo el concepto de estadística, el cual se logra con éxito. Sin embargo la participación de los estudiantes es poca, pues es con otro profesor que están trabajando en clase. Luego se llena una tabla sobre las estadísticas de un partido de futbol y se analiza un gráfico estadístico. Al finalizar se les deja de tarea que busquen los tipos de estadística y algunas aplicaciones. 5.3 Segunda clase. Para esta clase solo se dispone de cuarenta minutos, de los cuales no se aprovechan diez minutos por motivo de ingreso de estudiantes y pasar lista. Así con media hora se trata de estudiar la definición de estadística inferencial y descriptiva con los siguientes objetivos que el estudiante debe alcanzar: Objetivo general Comprender el concepto de estadística descriptiva e inferencial. 29 Objetivos específicos 1. Describir el concepto estadística y los tipos de estadística: inferencial y descriptiva. 2. Realizar un proyecto con un tema de la vida diaria que le permita aplicar algunas conclusiones importantes obtenidas a través de la historia. Se pregunta sobre quienes trajeron la tarea y el resultado es que ningún estudiante la realizó. Así que se inicia otro plan, se describe los dos tipos de estadísticas y se anotan ejemplos en la pizarra. Se les deja otra tarea que corresponde a llenar un cuestionario para que lo traigan la siguiente clase. En ese momento se concluye la lección. 5.4 Tercera clase. Son ochenta minutos con los que se cuenta para enseñar el contenido de conceptos de: población, muestra y variables (cualitativas y cuantitativas – discretas y continuas-). Se espera en estas clases que el estudiante logre los siguientes objetivos: Objetivos generales Diferenciar entre población y muestra. Discriminar los tipos de variable estadísticas. Objetivos específicos 1. Deducir los conceptos de población, muestra y variables estadísticas. 30 2. Identificar en ejemplos de la vida cotidiana los conceptos de población, muestra y variables estadística. 3. Identificar en ejemplos de la vida cotidiana las variables cuantitativas (discretas o continuas) y/o cualitativas. Primero se trata de iniciar un proyecto que propone Navarro: “La seguridad ciudadana”, llenando tablas con información recolectada del cuestionario que se llevaron de tarea, son cuatro los estudiantes que la llevaron y al final el proyecto no se pudo llevar a cabo por falta de información y de tiempo. Se inicia la lectura de la abeja Melífera el cual fue otro fracaso, pues los estudiantes a lo que mencionaron les dio pereza hacer lectura de esta por su longitud de lectura, por lo tanto la actividad no se logra concluir como se esperaba. Inmediatamente se hace un ejercicio de tres breves lecturas sobre volcanes, religiones y reino Mónera, es con esta actividad que se logra describir la población, muestra y variables estadísticas. Ya no se dejan más tareas. 5.5 Cuarta clase. En estos otros ochenta minutos se estudia el contenido de distribuciones de frecuencias absolutas y frecuencias relativas, con variables cualitativas donde los estudiantes deben lograr los siguientes objetivos: Objetivos generales Construir distribuciones de frecuencias absolutas y frecuencias relativas, con variables cualitativas, para una mejor comprensión de los aspectos sociales que nos rodean. 31 Objetivos específicos 1 Realizar encuestas con temas extraídos del contexto cotidiano de los estudiantes. 2 Ordenar los datos obtenidos en las encuestas en tablas. 3 Conocer los conceptos de categoría, frecuencia absoluta y frecuencia relativa para elaborar tablas de distribuciones de frecuencias. 4 Identificar la frecuencia absoluta y relativa de cada categoría. 5 Obtener conclusiones sobre la información obtenida en los diferentes casos. En esta clase se logra abarcar los objetivos pero no se profundiza como se hubiese deseado, ya que son dos ejemplos de tablas con variables cualitativas las que se dan para completarlas en la pizarra e ir contestado preguntas cuando estas están completas, no alcanza el tiempo para estudiar otros ejemplos y analizar más información. 5.6 Quinta clase. Se estudia el contenido de medidas de tendencia central: la media aritmética, la mediana y la moda. Son cuarenta minutos los que se dispone para que el estudiante logre los siguientes objetivos: Objetivos generales Analizar la media aritmética, la moda y la mediana para variables discretas de los datos obtenidos en diferentes ejemplos de la vida cotidiana. 32 Objetivos específicos 1. Comprender el concepto de media aritmética, para variables discretas. 2. Comprender el concepto de mediana para variables discretas. 3. Comprender el concepto de moda para variables discretas. 4. Determinar la media aritmética, la mediana y la moda de una colección de datos obtenidos en diferentes situaciones. 5. Interpretar los datos con las diferentes medidas de tendencia central. Para el desarrollo de esta clase se toma de experiencia lo ocurrido en la segunda clase por el tiempo que se tiene, así que se les lleva impreso el material a utilizar. Se toman los ejemplos de la clase anterior para introducir el concepto de moda y mediana en estadística. Se calculan en ambos casos, se analiza cuando la moda no existe y los diferentes casos de mediana en datos no agrupados, sin embargo el tiempo no alcanzó para el estudio de la media aritmética. 5.7 Sexta clase. En esta última clase se explica la media aritmética en datos no agrupados,la cual es sencilla, para luego dar inicio al tema de gráficos estadísticos: barras, circular y lineal. Se desea que el estudiante logre los siguientes objetivos: Objetivos generales Representar gráficamente la información tabulada en una tabla de frecuencias. 33 Objetivos específicos 1. Conocer los diferentes tipos de gráficos. 2. Interpretar la información mostrada en diferentes gráficos de situaciones presentadas de la vida cotidiana. 3. Construir gráficos para representar información. Se inicia concluyendo con la media aritmética, eso con una duración de veinte minutos, luego el resto es para el análisis de gráficos estadísticos. Se disponía de un proyector de la institución del cual no funcionó, entonces como segundo plan era hacer grupos de estudiantes para repartir ocho gráficos de los cuales se llevaban impresos. Al finalizar la clase cada grupo expuso un poco la información de cada gráfico, algunos no se podían distinguir bien por la estructura que tenían. 6. DESARROLLO DE LOS TALLERES 6.1 Descripción de los talleres Un taller se entiende en el lenguaje cotidiano, como un lugar en donde personas reparan, construyen o perfeccionan un trabajo. En educación se utiliza mucho este concepto, donde la idea viene siendo algo similar, se puede entender taller educativo, como un proyecto o trabajo en donde un grupo de personas trabajan en conjunto cooperativamente, para realizar o mejorar un trabajo, por medio de sugerencias, comentarios, análisis y conclusiones; obteniendo así, nuevos conocimientos y aprendizajes logrados en conjunto. Esto implica realizar en los talleres trabajos innovadores en la enseñanza de las personas involucradas. 34 Por medio de un taller se empiezan a presentar situaciones específicas que van a ayudar a obtener un mejor trabajo. Se necesita primero que el responsable de desarrollar los talleres debe tener bases teóricas de lo que se desea crear o mejorar, además se debe tener en cuenta como saber enseñar y todos los aspectos a considerar como: materiales utilizados, lo que se desea lograr, a que población favorecer, entre otros; para llevarlo a la práctica, logrando un puente entre el saber y saber enseñar. En el caso de estos talleres, se basan en una unidad didáctica desarrollada por Navarro (2007) donde nos menciona lo siguiente: Una unidad didáctica es una unidad de trabajo de duración variable, que organiza un conjunto de actividades de enseñanza y aprendizaje y que responde, en su máximo nivel de concreción, a todos los elementos del currículo: qué, cómo y cuándo enseñar y evaluar. Por ello la unidad didáctica supone una unidad de trabajo articulado y completo en la que se deben precisar los objetivos y contenidos, las actividades de enseñanza y aprendizaje y evaluación, los recursos materiales y la organización del espacio y el tiempo, así como todas aquellas decisiones encaminadas a ofrecer una más adecuada atención a la diversidad del alumnado.(p.1) Tomando en cuenta todas las características que presenta una unidad didáctica, Navarro desarrolló en este caso una unidad en el tema de estadística, basada en el Programa de Estudio 2005, del Ministerio de Educación Pública. La unidad didáctica está estructurada en seis temas, titulados: - Concepto de estadística y su papel en el desarrollo de la humanidad. - Población, muestra y variables estadísticas. - Distribuciones de frecuencias de datos no agrupados. 35 - Gráficos: barras, circular y lineal. - Distribuciones de frecuencias de datos agrupados. - La media aritmética, la moda y la mediana. En cada tema se incluyen los componentes de una unidad didáctica, es decir: los objetivos, los contenidos, las situaciones de aprendizaje y la evaluación que le permite al docente determinar el grado de dominio ejercido por el alumno en un determinado aspecto del desarrollo del contenido. Se incluye además, diversos valores y actitudes que el profesor debe desarrollar con sus estudiantes, a la hora de poner en práctica la unidad didáctica, como parte del desarrollo integral del mismo. En el diseño de la unidad didáctica Navarro consideró también la propuesta de Rico con respecto a lo que él define como “los organizadores del currículum” Aquellos conocimientos que se adoptan como componentes fundamentales para articular el diseño, desarrollo y evaluación de unidades didácticas. Un organizador debe ser objetivo y generar una diversidad de opciones, debe ofrecer un marco conceptual para la enseñanza de la Matemática, un espacio de reflexión que muestre la complejidad de los procesos de transmisión y construcción del conocimiento matemático y criterios para abordar y controlar esa complejidad. (Rico, 1997 p. 45) De los organizadores del currículum, Rico (1997), propone cinco: a) Los errores y dificultades usualmente detectados en el aprendizaje de la matemática, que se presentan sobre cada objeto de estudio, y los problemas u obstáculos de aprendizaje que se detectan o plantean para cada concepto. 36 b) La diversidad de representaciones utilizadas para cada sistema conceptual, junto con algunos de los modelos usuales de los correspondientes conceptos. c) La fenomenología de los conceptos implicados, y las aplicaciones prácticas de cada bloque de contenidos. d) La diversidad de materiales y de recursos que se puedan emplear en la enseñanza de cada objeto de estudio. e) La evolución cultural, histórica y científica de cada campo, e incluso, de cada concepto. En cada uno de los temas se procuró desarrollar los organizadores propuestos por Rico, considerando que no sólo es una forma novedosa de enfocar las temáticas, sino también una forma de favorecer la construcción de un conocimiento más valioso y duradero en los estudiantes. Para la realización de los talleres, lo primero que se realiza es aplicar la unidad didáctica en un colegio a estudiantes, para obtener mejoras, cambios y actualizaciones en el trabajo. En ese momento como propone la unidad, es importante la recolección de datos por parte de los mismos estudiantes, así como la interpretación, formulación de conjeturas e inferencias de la información presentada por medio de gráficos estadísticos y que llevan al estudiante a establecer conclusiones y a tomar decisiones sobre su calidad de vida. A partir de esta experiencia y aplicación a la unidad, se crea un material a profesores, incluyendo otros temas que ella propone en sus recuadros e información que el profesor debe conocer. Se trata de integrar el conocimiento estadístico, pero además involucrar a la didáctica de la estadística como un valioso campo de la educación. 37 Se desarrolla cada taller con la misma organización que ella propone, incluyendo nueva información y así obtener conclusiones de expertos en la enseñanza de la matemática que son los docentes con los que se trabaja en el taller. A continuación se describe el desarrollo de cada taller. Se realizó un total de cuatro talleres con un promedio de duración entre dos a tres horas cada uno. Los temas a trabajar son: Concepto de estadística, población, muestra, variables y datos. Distribución de frecuencias absoluta y relativa. Representaciones gráficas de la distribución de frecuencias Medidas de tendencia central: media aritmética, mediana y moda. También los profesores observadores y participantes se les darán una guía que ayude a sistematizar lo aprendido, en donde redacten recomendaciones al respecto como cierre de cada taller. Esta información será de gran utilidad para luego proponer mejoras a la unidad didáctica sirviendo como mecanismo de evaluación periódica. 6.2 Primer Taller: Conceptos básicos de la estadística. Objetivo general: Estudiar los conceptos básicos de la estadística y su papel en el desarrollo de la humanidad. 38 Objetivos específicos:1. Estudiar el concepto de estadística y los tipos de estadística: inferencial y descriptiva. 2. Valorar algunos rasgos importantes de la historia de la estadística. 3. Proponer un proyecto con un tema de la vida diaria complementado los conocimientos adquiridos. 4. Deducir los conceptos de unidad estadística, población, muestra y variables estadísticas. 5. Identificar en ejemplos de la vida cotidiana los diferentes conceptos estadísticos. Contenidos: - Definición de estadística - Definición de la estadística inferencial y descriptiva. - Historia de la estadística - Conceptos de: unidad estadística, población, muestra, variables y atributos. Valores y actitudes: - Solidaridad ante sus compañeros y las necesidades sociales. - Respeto por el trabajo realizado por otras personas. 39 Situaciones de aprendizaje Para lograr los objetivos planteados, se proponen cuatro situaciones de aprendizaje. A continuación se detallan cada una de ellas. I Parte. Historia de la estadística Para estudiar los conceptos de estadística, estadística inferencial y descriptiva es importante que se comprenda ¿qué es la estadística? y ¿por qué esta disciplina se ha convertido en un instrumento fundamental en todos los campos del quehacer social, científico, tecnológico, entre otros? Para ello se plantearán estas preguntas a los docentes y a partir de sus comentarios se irán construyendo las respuestas. Luego se hace la siguiente pregunta: ¿Conocen algunas razones o hechos en relación con los inicios de la estadística? Las respuestas se anotan y se proyectan en la pizarra. Además se presenta material de apoyo que les permita a los docentes elaborar mejores respuestas. Por ejemplo: Censos de población de los egipcios, donde se realizaban cada 5 años. En el siglo IX se realizaron en Francia algunos censos parciales de siervos. Tomado de: http://estadistica506ceb.blogspot.com/2010/09/importancia-de- la-estadisitica.html Consultado el 05/04/2012 http://estadistica506ceb.blogspot.com/2010/09/importancia-de-la-estadisitica.html http://estadistica506ceb.blogspot.com/2010/09/importancia-de-la-estadisitica.html 40 De acuerdo con Batanero (2001) la proliferación de tablas numéricas permitió observar la frecuencia de distintos sucesos y el descubrimiento de leyes estadísticas. Son ejemplos notables los estudios de Graunt sobre tablas de mortalidad y esperanza de vida a partir de los registros estadísticos de Londres desde 1592 a 1603 o los de Halley entre 1687 y 1691, para resolver el problema de las rentas vitalicias en las compañías de seguros. El discípulo de Graunt, William Halley, toma de las ciencias naturales el método que aplica en economía política y lo complementa con el análisis matemático y estadístico. Llama a la estadística como aritmética política. Tomado de: http://www.eumed.net/cursecon/dic/bzm/p/Petty.htm consultado el 05/04/2012 Luego de esto, se pregunta a los docentes lo siguiente: ¿Para qué es importante la historia en la enseñanza de la estadística? De lo anterior se comenta al respecto y a través de una presentación se hacen breves comentarios de las siguientes citas: http://www.eumed.net/cursecon/dic/bzm/p/Petty.htm 41 “Fonseca (1997) nos menciona que la historia de la matemática tiene como intención que los estudiantes "aprendan a valorar la Matemática" centrando la atención sobre la necesidad de que tomen conciencia de la interacción que se da entre ella y las situaciones históricas que la impulsan y del impacto que tiene en su cultura y en sus vidas. Algunas razones para la integración de la historia de las matemáticas en el momento de enseñar son las siguientes: para el profesor constituye un antídoto contra el formalismo y el aislamiento del conocimiento matemático y un conjunto de medios que le permiten apropiarse mejor de dicho conocimiento matemático, a la vez que le ayudan a ordenar la presentación de los temas en el currículo. La exploración de la historia por parte del profesor le ayuda igualmente a descubrir los obstáculos y dificultades que se han presentado, los errores cometidos por los propios matemáticos, así como la visión de la actividad matemática como actividad humana con sus glorias y miserias.” (Navarro, 2007, p. 7) Según Rico (1997), “para los alumnos prepara el terreno donde la Matemática deja de jugar el papel de edificio acabado, restableciéndose su estatus de actividad cultural, de actividad humana, a la vez que les ayuda en su motivación para el aprendizaje. Además facilita conocer la génesis de los conceptos y los problemas que han pretendido resolver, ayudando a su comprensión.” II Parte. Educación estadística En esta parte se presentaron y analizaron ejemplos de aplicaciones de la estadística en el entorno y se comenta sobre la educación estadística. La actividad consiste en que en un primer momento los docentes menciones algunos ejemplos de aplicaciones de la estadística en la solución de problemas diversos del entorno. Para complementar los aportes de los docentes, se les indicará que busquen en la parte inferior de sus asientos un papel en el que se expone ejemplos de aplicaciones y que deben leer a sus 42 colegas. Estas aplicaciones se consideran del material realizado para el profesor. Como un segundo momento, se presenta la interrogante: ¿Hacia dónde va la educación estadística?, reforzando en la presentación con lo siguiente: Un primer ejemplo de expansión de la educación estadística son los trabajos previstos por la IASE (International Association for Statistical Education) donde este año 2012 la conferencia de mesa redonda se celebró en la ciudad de Cebú en las Filipinas, y reunirá a un grupo de expertos, académicos, profesionales e investigadores en representación de tantos países como sea posible, para discutir puntos de vista y enfoques sobre el papel de la tecnología en estadísticas de la educación. Existen revistas electrónicas, boletines de noticias y artículos sobre la educación estadística en internet. Un ejemplo de lo anterior es la Newsletter Statistical Education Research Group. En fin, con la rapidez del avance tecnológico hace extender las nuevas formas de enseñanza y aprendizaje de la cual es fácil obtener información y estar actualizados. En nuestro país, tenemos que el Ministerio de Educación pública, en la propuesta para los planes de estudio, colocar al tema de estadística en un segundo trimestre, con el fin de ser un tema visto y no dejarlo pasar. Además se puede observar que la gran mayoría de carreras de estudio en las universidades necesitan llevar un curso de estadística aplicado al campo profesional específico. En diciembre del 2009, la Escuela de Matemática del Instituto Tecnológico de Costa Rica organizó el I Encuentro sobre Didáctica de la Estadística, la Probabilidad y el Análisis de Datos (I EDEPA), el cual contó con expositores tanto nacionales como internacionales. Sus aportes enriquecieron el evento y permitieron el logro de los objetivos propuestos. 43 Sus ideas están plasmadas en las memorias de dicho Encuentro. Luego el 28 y 29 de noviembre de 2011, la Escuela de Matemática del Instituto Tecnológico de Costa Rica, estará realizando el segundo Encuentro sobre Didáctica de la Estadística, la Probabilidad y el Análisis de Datos (II EDEPA), en la sede central ubicada en la provincia de Cartago. III Parte. Conceptos estadísticos y de la didáctica de la estadística En esta tercera situación de aprendizaje, se les facilita a los profesores un crucigrama (ver anexos), en el cual deben asociar palabras y conceptos estadísticos a partir de algunas definiciones o características. El juego es en forma individual en una primera parte, luego de un cierto tiempo se colocan en parejas para que discutan o comparen respuestas. Mientras se va completandocorrectamente, se comenta con el resto de los grupos del concepto descubierto. La lista de definiciones es la siguiente: 1. Los datos estadísticos son conjuntos de datos numéricos referidos a una misma característica, y recogidos de tal modo que puedan ser comparados, analizados o interpretados. 2. La estadística es una disciplina científica dedicada el desarrollo y aplicación de la teoría y las técnicas apropiadas para la recolección, clasificación, presentación, análisis e interpretación de información cuantitativa obtenida por observación o experimentación. 3. Estadística descriptiva: Es el tipo de estadística que permite recoger y resumir un conjunto de datos de tal manera que las características y relaciones de ese conjunto sean fácilmente comprensibles. En las aplicaciones que se presentan aquí el interés se limita exclusivamente al 44 conjunto de datos que se analizan y la preocupación básica es lograr una descripción o caracterización apropiada de ese conjunto. 4. Estadística inferencial: Estadística aplicada con el propósito de sacar de los datos disponibles, conclusiones que se generalizan a un conjunto mucho mayor y del cual fueron extraídos esos datos que se analizan. 5. Se conoce como unidad estadística el objeto o entidad de interés en cualquier estudio estadístico, y es para la cual se debe recoger la información. 6. Población: conjunto de unidades de estudio o elementos que pueden ser personas, animales, empresas, organizaciones, objetos, etc. 7. Muestra: Es un subconjunto limitado extraído de una población, utilizado como referencia para realizar un estudio. 8. Muestra aleatoria o al azar: A cada uno de los elementos de la población se les da una probabilidad de ser incluidos en la muestra. 9. Muestra intencional: Se utiliza el criterio y juicio de personas con experiencia de la población que se estudia. 10. Muestra por conveniencia: Se escoge unidades de estudio que están disponibles o son fáciles de conseguir. 11. Variable cuantitativa: Característica de la unidad de estudio que representa una cantidad. 12. Atributo o variable cualitativa: Característica o cualidad de la unidad de estudio de la cual se hace el estudio. 45 13. Concepción: Los profesores y estudiantes son conscientes de las respuestas erróneas que pueden estar surgiendo o simplemente no hay respuestas. Con frecuencia se encuentran errores que se repiten ya sea porque se hacen asociaciones incorrectas o confunden conceptos. 14. Obstáculo: Un problema didáctico es cuando estas concepciones que a veces permiten resolver correctamente tareas en la práctica son inapropiadas para otras situaciones y el estudiante muestra resistencia a cambiar esta concepción. 15. Educación estadística puede considerarse una rama de la educación matemática, tiene sin embargo un desarrollo mucho mas reciente, pues la investigación sobre esta no ha interesado a los educadores matemáticos, sino muy recientemente. 16. La fenomenología de los conceptos matemáticos, es un concepto que define Rico (2002) para las aplicaciones de la matemática en la vida cotidiana y dentro de la matemática misma. Él nos menciona que cada uno de los conceptos debería estar en la base de los diferentes ejercicios y actividades que se proponen o de las actividades de motivación y ampliación 17. El problema de la comprensión está íntimamente ligado a cómo se concibe el propio conocimiento matemático. Los términos y expresiones matemáticos denotan entidades abstractas cuya naturaleza y origen tenemos que explicar para poder elaborar una teoría útil y efectiva sobre que entendemos por tales objetos. 46 IV Parte. Análisis de la propuesta Luego de esta actividad, se explica a los docentes la propuesta de Navarro y sobre el diseño y ejecución de un proyecto de clase, en el cual los estudiantes aplican los conceptos de estadística que irán aprendiendo durante el estudio del tema. Esta idea se desarrollará con mayor detalle en el siguiente taller, en esta parte lo que se quiere es que previamente los docentes realicen sus propuestas. Para ello, se les propone a los participantes, crear (en los mismos grupos que están formados) ejemplos en donde se puedan reconocer y aplicar los conceptos estadísticos para orientar, el facilitador presenta un ejemplo. Para concluir se les entrega el material que se ha preparado para cada docente; éste contiene una lista de ejercicios, unos propuestos por Navarro, de los cuales se discute la estructura y la implementación de estos en secundaria previamente. Distribución del tiempo I Parte II Parte III Parte IV Parte 30 min 30 min 60 min 60 min 47 6.3 Segundo taller: Distribución de frecuencias Objetivo general: Construir distribuciones de frecuencias absolutas y frecuencias relativas, con variables y atributos, para una mejor comprensión de los aspectos sociales que nos rodean. Objetivos específicos: 1. Proponer un proyecto con un tema de la vida diaria que le permita aplicar algunas conclusiones importantes obtenidas a través de la historia. 2. Elaborar encuestas con temas extraídos del contexto cotidiano de los estudiantes. 3. Ordenar los datos obtenidos de encuestas en tablas. 4. Comprender los conceptos de categoría, frecuencia absoluta, frecuencia relativa y frecuencia acumulada para elaborar tablas de distribuciones de frecuencias. 5. Obtener conclusiones sobre la información obtenida en los diferentes casos. 6. Construir distribuciones de frecuencia utilizando la página de cálculo Excel. Contenidos: - Distribuciones de frecuencias absolutas y frecuencias relativas, con variables y atributos. 48 Valores y actitudes: - Confianza en sí mismo y en los compañeros que participan en su trabajo grupal. Situaciones de aprendizaje Este taller consta de cuatro situaciones de aprendizaje que se proponen para desarrollar con los profesores participantes para el logro de los objetivos específicos. I Parte. Plantear un proyecto Se inicia con un bloque de preguntas, las cuales van a orientar a los profesores a plantear un proyecto en secundaria con los estudiantes, analizando a la vez la importancia de éste. Las preguntas con las que se realiza la discusión y comentarios son las siguientes: • ¿Con cuáles fines se utiliza la estadística en un estudio o investigación? • ¿Qué proyecto se podría realizar en secundaria con los estudiantes para ilustrar la aplicación de la estadística? • ¿Qué importancia tiene realizar un proyecto durante el estudio de la estadística? Paralelo a las respuestas que surjan, se comenta brevemente la justificación de Navarro (2007) al plantear un proyecto en estadística donde menciona: 49 Batanero y Díaz (2003) nos mencionan que, debido a los objetivos propuestos en los programas de estudio de varios países, en los cuales no sólo se hace referencia a los conceptos y procedimientos, sino que se enfatiza todo el proceso de razonamiento estadístico el sentido de los datos, es necesario introducir en las clases de estadística el trabajo con proyectos, algunos de los cuales son planteados por el profesor y otros escogidos libremente por los alumnos. En lugar de introducir los conceptos y técnicas descontextualizadas, o aplicadas únicamente a problemas tipo, difíciles de encontrar en la vida real. Los proyectos estadísticos aumentan la motivación de los estudiantes. No hay nada que haga más odiosa la estadística que la resolución de ejercicios descontextualizados, donde se pida al alumno calcular la media o ajustar una recta de regresión a un conjunto de números. No hay que olvidar que la estadística es la ciencia de los datos y los datos no son números, sino números en un contexto. La principal característica de un curso basado en proyectos es que el énfasis se da a las tareas, que, al menos aproximadamente,