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De la navegación a la medida, ate para fortalecer el concepto de medida Nataly Reina García Luz Ayda Salamanca Torres Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Ciencias y Educación Maestría en Educación en Tecnología Bogotá 2019 ii De la navegación a la medida, ATE para fortalecer el concepto de medida Nataly Reina García Luz Ayda Salamanca Torres Trabajo de Grado para optar por el título de Magister en Educación en Tecnología Modalidad: Virtual Director Antonio Quintana Ramírez Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Ciencias y Educación Maestría en Educación en Tecnología Bogotá 2019 iii Dedicatoria A Dios, por brindarme la oportunidad de vivir y de guiarme hasta este punto en mi vida, por fortalecer mi interés y por colocar en mi camino aquellas personas que han sido un apoyo y soporte durante este proceso. A mi querida madre Luz Marina Torres, por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, en mi educación, tanto académica, como de la vida y por su motivación e incondicionalidad constante en todas mis metas y proyectos. Mi ejemplo a seguir. Y a ti Sarita, que eres el mejor regalo que la vida y Dios me ha dado, mi compañera de aventuras y mi mayor motivación, te amo con todo mi corazón. Luz Ayda Salamanca Torres A Dios todopoderoso quien es mi guía, el ser que ilumina mi camino y mi entendimiento para salir adelante. A mi esposo Fernando Vanegas, quien me ayudó en los momentos en que sentí desfallecer, quien me motivó a sacar este trabajo y acompañó cuando más lo necesité. A mi amada madre Marleny García, la persona que confió en mí y en los logros que podría obtener, eres el mejor ejemplo a seguir. Y a ti Anny Gabriela, mi motivación e inspiración, el motorcito que me regaló Dios, el legado que puedo dejar en este mundo, te amo hija. Nataly Reina García iv Agradecimientos Queremos agradecer muy especialmente a: Los docentes de la maestría, por sus valiosos comentarios y aportes, sus enseñanzas y esfuerzos por hacer de nosotros unos excelentes profesionales. Nuestro director Antonio Quintana, por sus aportes, su tiempo y en especial por su paciencia, todo esto nos ayudó a consolidar la propuesta. Los docentes de la especialización en educación en tecnología, en especial a Pablo Munevar y Manuel Franco, quienes confiaron en nosotras y motivaron para realizar esta propuesta. Los docentes jurados, por su tiempo y excelentes aportes. Los directivos del colegio León de Greiff IED, y a los estudiantes del curso 801, por permitir aplicar la propuesta y participar de manera activa a afianzarla. Nuestras familias, que de una u otra forma sus ideas también quedaron aquí plasmadas. v Resumen 1. Información General Tipo de documento Trabajo de grado Acceso al documento Universidad Distrital Francisco José de Caldas – RIUD- Título del documento De la navegación a la medida, ATE para fortalecer el concepto de medida Autor(es) Reina García, Nataly Salamanca Torres, Luz Ayda Director Antonio Quintana Ramírez Publicación Digital Unidad Patrocinante Maestría en Educación en Tecnología Palabras Claves Aprendizaje de los conceptos de magnitud y sus asociados Tecnología educativa Matemáticas Actividades escolares Aplicación 2. Descripción El informe del trabajo de tesis tiene como fin presentar la aplicación de una actividad tecnológica escolar, donde se relacionan los conceptos de magnitud y sus asociados con la tecnología desde una perspectiva histórico cultural, utilizando como escenario el viaje de Cristóbal Colon en el siglo XV. La ATE aborda tres tipos de instrumentos los cuales son reconstruidos por los estudiantes teniendo en cuenta la estrategia de análisis a través de la construcción: la brújula, el reloj solar y el astrolabio. 3. Fuentes Galina, E. (2008). Medida, geometría y el proceso de medir. Universidad Nacional de Córdoba. LVIII Reunión Anual de la Unión Matemática Argentina, XXXI Reunión de Educación Matemática, XX Encuentro Nacional de Estudiantes de Matemática. Recuperado de http://www.famaf.unc.edu.ar/~galina/Imagenes/mgpm3.pdf Godino, J., Batanero, C & Roa, R. (2002). Medida de magnitudes y su didáctica para maestros. Manual para el estudiante. Recuperado de http://www.ugr.es/~jgodino/edumat- maestros/manual/5_Medida.pdf Ministerio de Educación Nacional. (2008). Orientaciones Generales Para La Educación En Tecnología. Bogotá D.C. Recuperado de https://www.mineducacion.gov.co/1759/articles- 160915_archivo_pdf.pdf Novak, J.D. y Gowin, D.B. (1988). Aprendiendo a aprender. Barcelona: Martínez Roca. Novak, J y Cañas, A. (2006). La Teoría Subyacente a los Mapas Conceptuales y a Cómo Construirlos. Institute for Human and Machine Cognition (IHMC) Pensacola Fl, 32502. Recuperado de http://cmap.ihmc.us/Publications/researchPapers/teoriaCmaps/teoriasubyacentemapasconceptuales http://www.famaf.unc.edu.ar/~galina/Imagenes/mgpm3.pdf http://www.ugr.es/~jgodino/edumat-maestros/manual/5_Medida.pdf http://www.ugr.es/~jgodino/edumat-maestros/manual/5_Medida.pdf https://www.mineducacion.gov.co/1759/articles-160915_archivo_pdf.pdf https://www.mineducacion.gov.co/1759/articles-160915_archivo_pdf.pdf vi -ORIG.html Ontoria, A. (1994). Mapas Conceptuales, una técnica para aprender. Madrid: Narcea. Quintana, A. (2015). Didáctica de la Tecnología. (Documento de Seminario dentro de la Maestría en Educación en Tecnología. inédito). Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá D.C. Colombia. Regader, B (s.f). La teoría del aprendizaje de Piaget desde el constructivismo. Tomado de https://psicologiaymente.net/desarrollo/teoria-del-aprendizaje-piaget Reina, N. y Salamanca, L. (2016). De la navegación a la medida, actividad tecnológica escolar para fortalecer el pensamiento métrico en estudiantes de grado octavo y noveno. (Tesis de especialización). Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá D.C, Colombia. Torres, A. (s.f) Teoría del aprendizaje significativo. Tomado de https://psicologiaymente.net/desarrollo/aprendizaje-significativo-david-ausubel UPM (2008). Aprendizaje Basado en la Resolución de Problemas. Guías Rápidas sobre Nuevas Metodologías. Servicio de Innovación Educativa de la Universidad Politécnica de Madrid. Madrid – España. Recuperado de https://innovacioneducativa.upm.es/guias/Aprendizaje_basado_en_problemas.pdf 4. Contenidos El informe del trabajo de profundización realizado tiene los siguientes apartados: 1. Preliminares: En este capítulo se abordan los aspectos iniciales que permiten valorar el contexto y la finalidad de este estudio. En este se encuentra la introducción, la justificación, el planteamiento de la investigación, donde se encuentran el problema, las preguntas de investigación y los objetivos. 2. Antecedentes: Se encuentran recopiladas todas las experiencias que se tuvieron en cuenta desde la revisión bibliográfica y que sirvieron de base para realizar la propuesta. 3. Referentes Teóricos: Se abordan los diferentes referentes teóricos que se revisaron para el diseño de la propuesta de la ATE, tomando como referencia el concepto de medición que es el que se quiere fortalecer en los estudiantes, inicialmente se hace una descripción desde la normatividad como marco legal con los Lineamientos Curriculares de Matemáticas y Los Estándares Básicos de Calidad del Ministerio de Educación Nacional – MEN- para luego hacer una relación a partir lo didáctico desde los planteamientos teóricos de Ester Galina y Juan Godino; seguido del constructivismo como teoría de aprendizaje de acuerdo a lo propuesto por Jean Piaget y David Ausubel desde el aprendizaje significativo y al final se abordan los planteamientos de JosephNovak sobre los mapas conceptuales como técnicas de representación de conceptual como parte de la metodología del proyecto. 4. Marco Metodológico: Incorpora la descripción de la metodología de profundización (cualitativo, estudio de caso), las técnicas utilizadas para hacer el estudio, además de las fases que se tuvieron en cuenta para llevar acabo la aplicación de la ATE. 5. Propuesta del diseño de la actividad tecnológica escolar: Se expondrá de manera específica la propuesta educativa De La Navegación A La Medida como actividad tecnológica escolar está fundamentada en los elementos claves del marco teórico, basada en la estrategia didáctica de análisis a través de la construcción tiene como origen las prácticas en el aula desde el quehacer docente en el área de matemáticas y la reflexión en torno al abordaje del pensamiento métrico en el aula de clases. 6. Implementación y sistematización de la experiencia, un primer acercamiento: Relata, interpreta vii y evalúa críticamente la estructura de la propuesta educativa de la actividad tecnológica escolar denominada De La Navegación A La Medida, como pilotaje, implementada en el Colegio Fernando González Ochoa IED. Esta implementación se realizó desde una mirada descriptiva y metódica, utilizando como instrumentos de análisis: los documentos e instrumentos construidos por los estudiantes, las fotos tomadas durante las sesiones y las entrevistas grupales. 7. Resultados y Análisis: Se presentan los resultados obtenidos y análisis elaborado a partir de la aplicación de la actividad tecnológica escolar De La Navegación A La Medida en cada una de las fases de la profundización, de acuerdo a los instrumentos de recolección utilizados. 8. Conclusiones, Recomendaciones y Prospectiva: Se especifica sobre los hallazgos que realizan las autoras con respecto a la aplicación de la ATE y sus experiencias en el aula. 5. Metodología Para poder aplicar y evaluar la actividad tecnológica escolar se utilizó un enfoque de investigación cualitativo descriptivo con una estrategia de indagación de estudio de caso ya que se deseaba detallar, analizar y caracterizar el proceso de construcción de los artefactos tecnológicos, utilizada para comprender las complejas relaciones que se dan en las realidades (Báez y Pérez de Tudela, J. 2009), es decir, las experiencias que se pueden tener con los objetos, en este caso con la actividad tecnológica escolar. Para esto tuvo en cuenta la documentación inicialmente realiza registrada en los antecedentes, luego la presentación y descripción de la actividad tecnológica escolar, elección del escenario de aplicación donde se realizó un muestreo, posteriormente se seleccionó las fuentes y se realizó la recolección de información estableciendo de esta manera unas categorías para el análisis de la información, y así de esta manera poder validar la ATE. 6. Conclusiones Con la aplicación de la actividad tecnológica escolar De La Navegación A La Medida se evidenció que los estudiantes tenían una idea inicial de que la magnitud es “algo” que se puede medir con algún objeto o instrumento, especificando únicamente longitudes y en algunas ocasiones áreas y volúmenes, pero luego de desarrollarla en su totalidad en la evaluación se observó que los estudiantes se referían a la magnitud como “lo medible o cuantificable”, es decir, la asocian a características de los objetos que se pueden medir y este procedimiento se puede hacer por medio de artefactos. En cuanto al objetivo general propuesto para la profundización, se concluye que los rasgos que caracterizan la comprensión y asimilación del concepto de medida son más específicos cuando el concepto es abordado desde la reconstrucción de instrumentos, en este caso los instrumentos de navegación, permitiendo en los estudiantes definirlos en los momentos de la ATE, derivados no solamente de la revisión de antecedentes, los cuales permitieron la elaboración de la propuesta, sino la definición de esta en relación con la tecnología y la historia. El propósito de rediseñar la propuesta De La Navegación A La Medida como actividad tecnológica escolar para la enseñanza de conceptos asociados a la medida tales como ángulos, alturas y distancias por medio del uso de instrumentos de navegación se logró después de dos aplicaciones: un pilotaje con los estudiantes de grado noveno del colegio Fernando González Ochoa IED y una aplicación para definición de la propuesta con los estudiantes de grado octavo del colegio León de Greiff IED, además, logrando resignificar, darle otro valor y en otra mirada al concepto de medición, magnitud, estimación, cálculo y unidades de medida en matemáticas, pues viii la perspectiva histórico cultural desde el trabajo tecnológico hizo que los estudiantes no solo estuvieran motivados durante la aplicación sino que los introdujo en un mundo de navegación desconocido para la mayoría. Elaborado por: Reina García, Nataly Salamanca Torres, Luz Ayda Revisado por: Antonio Quintana Ramírez Fecha de elaboración del Resumen: 15 01 2019 ix Resumen Al aplicar y evaluar la Actividad Tecnológica Escolar -ATE- De La Navegación A La Medida con estudiantes de grado octavo y noveno se desea no solo consolidar la propuesta hecha en la Especialización en Educación en Tecnología sino además realizar una indagación sobre los efectos de su aplicación en cuanto al concepto de medición y sus conceptos asociados de magnitud, estimación, cálculo y unidades de medida, a la vez que se evalúan los desempeños de los estudiantes en relación con el componente de la perspectiva histórico cultural de la tecnología como el diseño y construcción de artefactos como respuesta a un problema, para finalmente realizar un análisis de los resultados obtenidos. Y es que las competencias matemáticas son de las más complicadas en alcanzar por los estudiantes en la escuela, por esto se hace necesario fortalecer los conceptos de medición y sus asociados por medio de una actividad tecnológica escolar, empleando la estrategia de aprendizaje análisis a través de la construcción, haciendo esta construcción de instrumentos de medición como lo es la brújula, el reloj solar y el astrolabio, relacionándolos con la navegación que se hacía en el siglo XV como forma de contextualización para el estudiante acercándolo más a la realidad desde una perspectiva histórica y de esta manera abordando una temática que desde el área a veces por cuestiones de tiempo no es tan fácil de desarrollar en el aula. En este documento se realiza la descripción de la aplicación de la ATE De La Navegación A La Medida, donde se contó con la participación de los estudiantes del curso 801 del Colegio León de Greiff IED; inicialmente se realiza una revisión y análisis de las fuentes bibliográficas para poder establecer de manera específica lo que se quiere caracterizar con los estudiantes para luego poder aplicarlo en el aula por medio de una actividad tecnológica escolar basada en la x estrategia denominada Análisis a través de la Construcción. Al finalizar se presenta los resultados que se obtuvieron después de su aplicación para la debida validación utilizando no solo los diarios de campo donde se evidencia las construcciones y el trabajo en el aula de los estudiantes sino las respuestas dadas en los instrumentos N° 1 y N° 2 basados en la propuesta de Joseph Novak y la encuesta semiestructurada que dieron validez a la propuesta aquí descrita. Los resultados del estudio muestran que los estudiantes tienen mayor claridad sobre que es la magnitud, asocian este concepto a la medición de características y propiedades de los objetos, asumiendo que este proceso es importante en la cotidianidad ya que permite comparar, estimar y diferenciar el espacio que lo rodea. xi Tabla de Contenidos Capítulo 1. Preliminares..................................................................................................................1 1. Introducción .................................................................................................................... 1 2. Justificación .....................................................................................................................3 3. Planteamiento de la profundización ................................................................................ 5 3.1. Problema y preguntas de profundización ......................................................... 5 3.2. Objetivos .......................................................................................................... 7 Capítulo 2. Antecedentes ................................................................................................................ 8 1. Aplicación y evaluación de actividades tecnológicas escolares que aborden el concepto de medición ......................................................................................................................... 8 2. Aplicación y evaluación de secuencias y/o unidades didácticas sobre conceptos métricos, y diseño y aplicación de modelos para la enseñanza de las matemáticas ......... 15 Capítulo 3. Referentes Teóricos ....................................................................................................26 1. Concepto de Medición .................................................................................................. 26 1.1. Lineamientos Curriculares de Matemáticas de 1998 .....................................26 1.2. Estándares Básicos de Matemáticas de 2003 ................................................. 29 1.3. Medida, Geometría y Proceso de Medir ......................................................... 32 1.4. Medida de Magnitudes y su Didáctica para Maestros .................................... 34 2. Constructivismo ............................................................................................................ 36 2.1. Jean Piaget: El aprendizaje como reorganización ..........................................37 2.2. El aprendizaje para David Ausubell ............................................................... 39 2.3. Joseph Novak “Mapas conceptuales” ...........................................................40 3. Actividad Tecnológica Escolar ..................................................................................... 42 4. Educación con Tecnología ............................................................................................ 45 Capítulo 4. Marco Metodológico .................................................................................................. 48 1. Tipo de Profundización ................................................................................................. 48 2. Estudio de caso .............................................................................................................. 55 3. Población y muestra (Contexto) ................................................................................... 56 4. Fases de la investigación ............................................................................................... 58 5. Recolección y procesamiento de datos ......................................................................... 59 Capítulo 5. Propuesta del diseño de la actividad tecnológica escolar ........................................... 60 1. Objetivos ....................................................................................................................... 62 2. Competencias ................................................................................................................ 62 3. Contenidos ....................................................................................................................63 4. Estructura y organización ..............................................................................................64 Capítulo 6. Implementación y sistematización de la experiencia, un primer acercamiento ......... 71 1 Descripción de la población ........................................................................................... 71 2. Caracterización de los estudiantes ................................................................................ 71 3. Descripción de la implementación ................................................................................ 72 Capítulo 7. Resultados y Análisis ................................................................................................. 92 1 Primera fase: Aplicación de la ate .................................................................................. 92 2. Segunda Fase: Instrumento N° 1 y N° 2 .................................................................... 100 3. Tercera fase: Entrevista semiestructurada final a los estudiantes participantes ......... 105 Capítulo 8. Conclusiones, Recomendaciones y Prospectiva ...................................................... 111 xii 1. Conclusiones .......................................................................................................... 111 2. Recomendaciones ........................................................................................................ 113 3. Prospectiva .................................................................................................................. 114 Lista de Referencias .................................................................................................................... 116 Anexo .......................................................................................................................................... 124 Anexo A. Consentimiento Informado .................................................................................... 124 Anexo B. Instrumento N° 1: Diagnóstico .............................................................................. 125 Anexo C. Instrumento N° 2: ¿Qué tanto aprendí? ................................................................. 126 Anexo D. Entrevista ............................................................................................................... 237 Anexo E. Diarios de Campo .................................................................................................. 128 Anexo F. Entrevista sobre la aplicación de la ate De La Navegación A La Medida ............. 245 Anexo G. Respuestas de algunos estudiantes al instrumento n° 1: Diagnóstico ................... 258 Anexo H. Respuestas de algunos estudiantes al instrumento n° 2: ¿Qué tanto aprendí? ...... 260 xiii Lista de tablas Tabla 1. Conceptos y contenidos ...................................................................................................63 Tabla 2. Categorías y subcategorías ...............................................................................................92 xiv Lista de figuras Figura 1. Mapa Conceptual General de la Propuesta .....................................................................26 Figura 2. Mapa Conceptual Sobre Los Lineamientos Curriculares de Matemáticas de 1998 .......27 Figura 3. Mapa Conceptual Sobre Los Estándares Básicos de Matemáticas de 2003 ...................29 Figura 4. Mapa Conceptual Sobre Medida, Geometría y Proceso de Medir .................................32 Figura 5. Mapa Conceptual Sobre Medida de Magnitudes y su Didáctica para Maestros ............34 Figura 6. Estructura básica para la elaboración de mapas conceptuales .......................................41 Figura 7. Mapa Conceptual Actividad Tecnológica Escolar ATE ...............................................43 Figura 8. Mapa Conceptual sobre Estrategia Didáctica ................................................................44 Figura 9. Mapa Conceptual sobre Educación con Tecnología .....................................................46 Figura 10. Diagramade flujo por fases ..........................................................................................49 Figura11. Criterios básicos para la evaluación por medio de mapas conceptuales .......................54 Figura 12. Procedimiento metodológico pata la investigación. ....................................................55 Figura 13. Estructura y organización de la propuesta para los estudiantes ...................................65 Figura 14. Momento I: La Brújula. Determinando el rumbo .........................................................66 Figura 15. Momento II: El Reloj Solar. Midiendo el tiempo rumbo ............................................66 Figura 16. Momento III: El Astrolabio. Guiado por los astros rumbo .........................................66 Figura 17. Estructura y organización de la propuesta para los docentes .......................................69 Figura 18. Momento 0: Explicación de la actividad tecnológica escolar a los estudiantes ...........73 Figura 19. Momento 1: La Brújula, determinando el rumbo ........................................................73 Figura 20. Momento 2: El Reloj Solar, midiendo el tiempo ..........................................................81 Figura 21. Momento 3: El Astrolabio, guiado por los astros .........................................................86 Figura 22. Codificación y frecuencias de la Categoría ATE .........................................................93 Figura 23. Codificación y frecuencias de la Categoría Magnitud .................................................94 Figura 24. Codificación y frecuencias de la Categoría Estimación ...............................................95 Figura 25. Codificación y frecuencias de la Categoría Procesos Generales de Matemáticas ........95 Figura 26. Codificación y frecuencias de la Categoría Aplicabilidad ...........................................96 Figura 27. Nube de palabras de las entrevistas semiestructuradas a estudiantes ........................106 Figura 28. Respuestas con respecto a la metodología de la ATE ...............................................106 Figura 29. Respuestas con respecto a los aportes que realizaron a la ATE ................................107 Figura 30. Respuestas con respecto a la pregunta ¿Qué le cambiaria a la ATE? .......................107 Figura 31. Respuestas con respecto al instrumento con mayor dificultad ..................................107 Figura 32. Respuestas con respecto a que le gusto o le disgusto de la ATE ..............................108 Figura 33. Respuestas con respecto a la relación matemática tecnología ...................................108 Figura 34. Respuestas con respecto al aprendizaje adquirido ......................................................108 xv Lista de imágenes Imagen 1. Ubicación del Colegio León de Greiff IED .................................................................56 Imagen 2. Afueras del Colegio León de Greiff IED .....................................................................57 Imagen 3. Afueras del Colegio León de Greiff IED .....................................................................57 Imagen 4. Cuento de uno de los grupo de trabajo .........................................................................74 Imagen 5. Cuento de uno de los grupo de trabajo .........................................................................74 Imagen 6. Respuestas del debate realizado por uno de los grupos de trabajo ..............................75 Imagen 7. Materiales para el trabajo del Momento I .....................................................................76 Imagen 8. Uno de los materiales propuestos para el trabajo del Momento I .................................77 Imagen 9. Nueva imagen de la cartilla para el paso 1 del apartado A Construir ...........................77 Imagen 10. Paso N° 5 del Manos a la Obra de La Brújula ............................................................77 Imagen 11. Estrategia de solución para el paso N° 5 del Manos a la Obra de La Brújula ............78 Imagen 12. Paso N° 8 del Manos a la Obra de La Brújula ............................................................78 Imagen 13. Paso N° 9 del Manos a la Obra de La Brújula ............................................................78 Imagen 14. Paso N° 10 del Manos a la Obra de La Brújula ..........................................................79 Imagen 15. El Recomendado de La Brújula ..................................................................................80 Imagen 16. Respuestas de La Evaluación de La Brújula ...............................................................80 Imagen 17. Historietas de dos grupos de trabajo ...........................................................................82 Imagen 18. Respuestas del debate realizado por uno de los grupos de trabajo .............................82 Imagen 19. Respuestas del debate realizado por uno de los grupos de trabajo .............................83 Imagen 20. Paso N° 2 y N° 3 del Manos a la Obra del Reloj Solar ...............................................83 Imagen 21. Figura 41. Reloj solar planteado por un grupo de trabajo ...........................................84 Imagen 22. El Recomendado del Reloj Solar ................................................................................85 Imagen 23. Respuestas de La Evaluación del Reloj Solar .............................................................85 Imagen 24. Materiales para el trabajo del Momento III ................................................................87 Imagen 25. Paso 1 de A Construir: El Astrolabio ..........................................................................87 Imagen 26. Paso 6 y 7 de A Construir: El Astrolabio ....................................................................88 Imagen 27. Construcción de astrolabios por dos de los grupos de trabajo, listo para su uso ........88 Imagen 28. Construcción del astrolabio por uno de los grupos de trabajo ....................................89 Imagen 29. El Recomendado del Astrolabio .................................................................................89 Imagen 30. Respuestas a la Evaluación por un grupo de trabajo...................................................90 Imagen 31. Preguntas de cierre de los tres momentos de la ATE..................................................91 Imagen 32. Respuestas de alguno de los grupos para el cierre de la ATE ....................................91 Imagen 33. Ejemplo de la Categoría ATE, Subcategoría Retroalimentación................................94 Imagen 34. Ejemplo de la Categoría Magnitud, Subcategoría Medida .........................................94 Imagen 35. Ejemplo de la Categoría Estimación, Subcategoría Apreciación de rangos ...............95 Imagen 36. Ejemplo de la Categoría Procesos Generales de las Matemáticas, Subcategoría Argumentos ....................................................................................................................................96 Imagen 37. Ejemplo de la Categoría Aplicabilidad, Subcategoría Tecnología .............................96 Imagen 38. Respuesta de un estudiante al instrumento N° 1: Diagnóstico .................................258 Imagen 39. Respuesta de un estudiante al instrumento N° 1: Diagnóstico .................................258 Imagen 40. Respuesta de un estudiante al instrumento N° 1: Diagnóstico .................................259 Imagen 41. Respuesta de un estudiante al instrumento N° 1: Diagnóstico .................................259 Imagen 42. Respuesta de un estudiante al instrumento N° 1: ¿Qué tanto aprendí? ....................260 xvi Imagen 43. Respuesta de un estudiante al instrumento N° 1: ¿Qué tanto aprendí? .............. 260 Imagen 44. Respuesta de un estudiante al instrumento N° 1: ¿Qué tanto aprendí? ....................2611 Capítulo 1. Preliminares En este capítulo se abordan los aspectos preliminares del informe de profundización, los cuales permiten valorar el contexto y la finalidad de este estudio. En este se encuentra la introducción, la justificación, el planteamiento de la investigación, donde se encuentran el problema, las preguntas de investigación y los objetivos. 1. Introducción Este documento muestra las fases del trabajo De la navegación a la medida como propuesta de profundización. Esta consiste en la aplicación y evaluación dentro de un escenario educativo de una ATE para fortalecer el concepto de medición en los estudiantes a partir de la reconstrucción y reflexión histórico cultural de artefactos utilizados en la navegación durante el siglo XV, diseñada previamente como trabajo de grado en la Especialización en Educación en Tecnología y rediseñada para estudiantes de grado octavo y noveno. Entre los capítulos se encuentra el contexto de la tesis donde se realiza la descripción general de la situación educativa que se desea abordar y del escenario educativo protagonista de la aplicación; el planteamiento del problema, preguntas y objetivos integran los aspectos que orientan la viabilidad de la propuesta así mismo delimitar lo que se desea alcanzar con esta; en el capítulo de la justificación se evidencia los razonamientos y argumentos que se tomaron para expresar la importancia de aplicar esta ATE. Posteriormente en los antecedentes se muestran los trabajos realizados anteriormente teniendo en cuenta el tema de estudio: medición y actividad tecnológica escolar, haciendo la revisión y el análisis que permitan dar solidez con manifestaciones concretas a la presente propuesta. En el 2 capítulo del marco teórico se desarrolla la teoría que se va a tener en cuenta para poder dar respuesta al planteamiento del problema, las preguntas orientadoras y los objetivos. En el capítulo del marco metodológico se tratan los pasos para realizar el estudio de la propuesta determinando la manera de cómo se va a tratar la información y de qué forma analizarla pues es de esta dependen los resultados. Posteriormente se explica la propuesta de ATE especificando los objetivos, competencias, contenidos, estructura y organización, vistas para el docente como para el estudiante. En la implementación y sistematización de la experiencia, un primer acercamiento, se describe el desarrollo de una primera aplicación de la ATE, la cual permitió desde sus resultados el rediseño de la propuesta para poder hacer este estudio con la segunda aplicación realizada; y es a partir de esta que se hace un análisis desde los resultados obtenidos por medio de tres fases de análisis. Finalmente se realizan las conclusiones, las recomendaciones y la prospectiva que identifican los logros y las dificultades que existen en todo proceso. 3 2. Justificación Como trabajo de grado de la especialización en educación en tecnología se diseña la propuesta De La Navegación A La Medida la cual consiste en una ATE para fortalecer el concepto de medida y sus asociados (magnitud, estimación, cálculo y unidades de medida) en estudiantes de grado octavo y noveno, puesto que de acuerdo a lo observado desde nuestra experiencia como docentes de matemáticas hemos identificado que la parte métrica que se indica en los estándares de matemáticas a veces por cuestiones de tiempo no alcanza a ser abordada en el aula, o se hace de una forma muy superficial tal como lo afirma Arenas (2012) “es innegable que el currículo establecido para esta área es de difícil comprensión para los estudiantes” (p. 10), buscando de esta manera proponer otra perspectiva de abordar la temática por medio de la tecnología y llevarla así al aula. Aplicar la actividad tecnológica escolar permitió, en una prueba piloto, identificar el potencial de ésta para los aprendizajes de los estudiantes, ajustando los objetivos que se buscaban y de esta manera realizar su rediseño de tal forma que la ATE propuesta se convirtió en una herramienta para el docente de matemáticas y/o tecnología, porque con ella se fortaleció el concepto de medida y sus asociados a través de la reconstrucción y análisis de los artefactos de navegación utilizados en el siglo XV. Actualmente de acuerdo a lo indicado en los Estándares de Matemáticas (M.E.N., 2003) los estudiantes de grado octavo y noveno deberían realizar diferentes estimaciones con instrumentos de medida, por lo que se planteó en la ATE que los estudiantes a la vez que realizan el análisis a través de la construcción de diferentes instrumentos de navegación, a partir de sus conocimientos previos, verifican la efectividad de este, haciendo uso y aplicación de los conceptos involucrados 4 y de esta manera se identifica qué cambio hubo en los conceptos y/o nociones iniciales de los estudiantes. La aplicación de esta actividad tecnológica escolar permitió de esta manera no solo verificar los objetivos trazados inicialmente sino fortalecer en sí misma la actividad tecnológica escolar y constituirse en un elemento que permite ser utilizado en el aula como dispositivo pedagógico para ser abordado desde el área de matemáticas y/o tecnología. El abordar los conceptos métricos y los sistemas de medidas por medio de la ATE hizo que los estudiantes se motivaran por aprender matemáticas ya que se ha observado con el tiempo el desinterés que presentan los estudiantes por la asignatura, como lo afirma Castillo (2012, p. 7) cuando no están interiorizadas las destrezas que se necesitan para medir, como por ejemplo el uso de unidades, instrumentos, etc.; además, así mismo lo afirma Leguizamón (2015, p. 22) “los estudiantes… desconocen en gran medida el legado científico de la humanidad, lo que evidencia de alguna manera una especie de analfabetismo al respecto” haciendo referencia especialmente al uso de la tecnología en las matemáticas. Y es que con está ATE se pretendió que los estudiantes exploraran a través de la historia y se sumergieran en un contexto de navegación, que hace que ellos se crean navegantes y tengan que utilizar estos artefactos como lo son la brújula, el reloj solar y el astrolabio, para calcular medidas y realizar conversiones que les permitan avanzar en su travesía y de esta manera no solo aprendan de historia sino de tecnología y matemáticas, construyendo el artefacto y usándolo para realizar la respectiva medición, permitiendo que los estudiantes exploren desde otra perspectiva la asignatura. 5 3. Planteamiento de la profundización 3.1 Problema y preguntas de profundización. Los conceptos métricos y los sistemas de medidas proporcionan elementos muy valiosos para el estudio y manejo de magnitudes, cantidades y medición en diferentes tipos de situaciones como lo son las construcciones de edificaciones, creaciones artísticas, localización de lugares y demás, que hacen más fácil la vida y que por el afán cotidiano pasan desapercibidos. En la práctica cotidiana del estudio de las matemáticas no es usual el uso de instrumentos de medición, fuera de los comúnmente utilizados como la regla y el transportador, desde prácticas auténticas que sean significativas y de interés para los estudiantes, pocas veces se abordan situaciones donde se utilicen elementos tecnológicos y artefactos que tuvieron o tienen un uso cotidiano y una aplicación en el contexto real, el afán de cumplir con los contenidos del currículo hace olvidar lo importante y significativo que debe ser los aprendizajes para el estudiante, en especial el concepto de medida y sus asociados, no lo por la importancia desde las propias matemáticas sino desde la vida cotidiana. Y es que desde el inicio de los tiempos se ha medido: el tiempo, la cantidad de animales, las cosechas, la distancia entre un lugar y otro, etc., y de estose dan cuenta los docentes, como lo afirma Ortiz (2007): Desde mi experiencia personal como educadora ante grupo he podido observar que a pesar de darle en los programas poco peso o de no ser tan explícito el trabajo de la medición, sí se realizan actividades que abarcan todas las magnitudes (longitud, peso, tiempo, volumen, capacidad y temperatura). Es por esto que en esta profundización se partió del presupuesto que: al fortalecer los procesos de enseñanza - aprendizaje en el desarrollo de las concepciones sobre medida por 6 medio de una actividad tecnológica escolar, permite no solamente realizar la construcción y análisis de instrumentos de medida utilizados en la navegación del siglo XV, desarrollar críticas y reflexiones desde lo conceptual sobre lo que los nuevos y modernos sistemas han hecho más fácil la vida no solo por su implementación sino por la innovación que han tenido con el transcurrir de los años, sino además, motivar a los estudiantes a ver las matemáticas desde otro punto de vista trabajando con material manipulable, en grupo de compañeros y haciendo diálogos que permitan hacer una construcción significativa de los conceptos asociados y que no solo se observe “las medidas más como un conjunto de técnicas, conversiones y algoritmos a seguir y no como un objeto matemático que les permitirá tomar decisiones y participar críticamente en situaciones de medida.” Como lo expone Chamorro (2001), citada por Osorio (2009). Por lo planteado previamente esta profundización se asume como preguntas orientadoras las siguientes: ¿Qué rasgos caracterizan la comprensión y asimilación del concepto de medida cuando este se aborda desde la reconstrucción de instrumentos de navegación? ¿Cómo se concibe la reconstrucción de algunos instrumentos de navegación desde el saber tecnológico para asociarlos al concepto de medida? ¿De qué forma se afianza el concepto de medida desde una construcción tecnológica bajo una perspectiva histórico cultural? ¿De qué manera se puede integrar la tecnología a las matemáticas para trabajar conceptos en el aula? 7 En coherencia con lo expresado previamente los propósitos de esta profundización se definen así: 3.2. Objetivos. General. Identificar cuáles son los rasgos que caracterizan la comprensión y asimilación del concepto de medida cuando este se aborda desde la reconstrucción de instrumentos de navegación. Específicos. Rediseñar la propuesta De La Navegación A La Medida como actividad tecnológica escolar para la enseñanza de conceptos asociados a la medida tales como ángulos, alturas y distancias por medio del uso de instrumentos de navegación. Resignificar el concepto de medición, magnitud, estimación, cálculo y unidades de medida en matemáticas dándole una perspectiva histórico cultural desde el trabajo tecnológico. Evaluar la actividad tecnológica escolar De La Navegación A La Medida orientada a la reconstrucción de algunos instrumentos de navegación del siglo XV permitiendo desarrollar conceptos tecnológicos y de medida en los estudiantes de grado octavo y noveno. 8 Capítulo 2. Antecedentes En este capítulo se encuentran recopiladas todas las experiencias que se tuvieron en cuenta desde la revisión bibliográfica y que sirvieron de base para realizar la propuesta. La consulta de los antecedentes a partir de la revisión teórica realizada para la formulación del anteproyecto se destacan artículos de revistas, libros, reportes de investigaciones entre otros, teniendo en cuenta criterios de búsqueda de información que son básicos para el desarrollo de la propuesta como los son: La aplicación y evaluación de actividades tecnológicas escolares que aborden el concepto de medición, la aplicación y evaluación de secuencias y/o unidades didácticas sobre conceptos métricos Diseño y aplicación de modelos para la enseñanza de las matemáticas. Estos dos ítems se desarrollan a continuación con el respectivo análisis de los aportes que esta revisión hace al presente trabajo de profundización. 1. Aplicación y evaluación de actividades tecnológicas escolares que aborden el concepto de medición. La revisión de los documentos y artículos expuestos a continuación tienen el fin de describir de una manera más cercana las actividades tecnológicas desde el aula: Del Rio (1991) a partir de la propuesta de un enfoque que implica el estudio de lo histórico cultural para el aprendizaje de las matemáticas por medio de la brújula. 9 Trata de buscar las razones de esa construcción en la historia de la construcción del conocimiento social y cultural, tanto a nivel de toda la humanidad y de los grupos culturales específicos como al de la historia de la construcción cultural del conocimiento de cada niño en particular (p. 29). Evidenciando que "Este enfoque histórico-cultural parece necesario para integrar las matemáticas del matemático y las de la mente" (p. 29) por lo que considera preciso diseñar las actividades educativas integrando la estructura significativa de la actividad a nivel del "sentido" (p. 31), no solo por el hecho de pertenecer a una cultura sino porque el conocimiento de cualquier ciencia hace parte de esa misma cultura. Del Rio a través de una metodología de análisis de tipo cualitativo describe la importancia de este enfoque cultural para la enseñanza de las matemáticas en el aula. De esta manera también lo presenta El Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de Argentina (s.f), que dentro de sus aportes para la capacitación continua de los docentes, propuso un modelo de aula activa, donde define la formación general de la tecnología como una reflexión entre lo teórico y lo práctico desde la participación activa de los estudiantes con el fin de relacionarlos no solo con los conceptos tecnológicos sino que puedan reconocer e identificar situaciones donde interviene la tecnología desde diferentes casos. Para esto se pide que el docente sea parte activa del proceso de enseñanza aprendizaje siendo el que propone las situaciones problema y el que propone tareas para su solución; con la aplicación de este modelo, los autores consideran que deben existir tres elementos esenciales para abordar la situación: “1. Planteo abierto de la situación problemática. 2. Contextualización del problema. 3. Realización de una actividad de diseño”, todo esto para tener un proceso activo de los estudiantes donde haya un debate sobre contenidos conceptuales y procedimentales. Esto lo desarrollan dentro de su publicación Tecnología en el aula: La educación tecnológica. 10 Y es que importante que el estudiante como centro de la educación tenga a la mano diferentes herramientas para lograr un óptimo aprendizaje, es por esto que Constantino (2009) plantea algunas preguntas que orientan su proceso de investigación de la maestría en la Universidad ORT de Uruguay: ¿Qué métodos utilizados favorecen el buen aprendizaje en la educación tecnológica?, ¿qué concepciones de tecnología tienen los docentes del área tecnológica de la Escuela Técnica de Colonia?, ¿qué acciones didácticas o pedagógicas se llevan adelante en el aula tecnológica para que los alumnos logren un buen aprendizaje? (p. 9) Desde su propuesta reconoce estrategias que los docentes plantean en el aula, la relación con el aprendizaje, la distribución del espacio físico, y las metodologías y dispositivos que utilizan para la enseñanza en tecnología; desde la interpretación cualitativa, como forma metodología de investigación, hace una descripción de las técnicas utilizadas a un curso de 24 estudiantes concluyendo de manera de reflexión que “considerar el aprendizaje y la enseñanza, es que existen múltiples maneras de conocer el mundo; el saber se hace y se descubre, las representaciones de lo que nos rodea se construyen y no hay un único camino”(p. 54), por lo que en el aula de tecnología tanto docentes como estudiantes encuentran un clima “placentero” donde se pueden construir soluciones reales a problemas reales. En esta misma línea está la investigación que realizó Ortiz (2007) donde su propuesta se centra específicamente en el análisis del trabajo del docente en preescolar al realizar actividades de medición en relación con las magnitudes de longitud y tiempo, dando respuestas a interrogantes como: ¿Qué se está trabajando respecto a medición en las aulas de preescolar? ¿Cómo y con qué se está trabajando la medición en las aulas de preescolar?; la metodología utilizada es de carácter cualitativo y realiza una descripción a partir de observaciones a los docentes y sus prácticas de cómo se da la enseñanza de la medición en la aulas de preescolar, 11 tomando como referente lo dispuesto en el currículo. Esta investigación corresponde a un trabajo de grado para optar por el título de Maestría en desarrollo educativo de la Universidad Pedagógica Nacional de México. Otra investigación que muestra un análisis sobre el concepto de medida, refiriéndose a este desde las matemáticas y cómo debería ser enseñado en el aula es la de Pizarro (2015), quien resaltó la importancia que tiene este concepto desde lo social y como se asocia directamente con lo cotidiano. Aportando significativamente a los docentes del área de matemáticas elementos para abordar y desarrollar en sus clases cuando se desee abordar el concepto de “medida”. La autora menciona que la medida se ha limitado a enseñarse como algo algorítmico, donde solo se realizan conversiones entre unidades de medida sin darle el sentido real que ella tiene, refiriéndose a que lo didáctico de este concepto es muy interesante porque permite ver la matemática desde un contexto más real. Este análisis lo presenta en su tesis doctoral denominado Estimación de medida: el conocimiento didáctico del contenido de los maestros de primaria. La importancia que tiene el conocimiento de la medida es el eje central de la propuesta de Osorio (2009), a partir del análisis de un grupo de estudiantes la autora describe como esencial este concepto para que el individuo pueda interpretar el contexto donde interactúa, por lo tanto, consideró necesario examinar qué elementos han construido los estudiantes alrededor de este, para diseñar mejores acciones en el aula de clase. Tal conocimiento les ofrecerá a los docentes y a los propios estudiantes detectar los obstáculos epistemológicos y didácticos que, presentan; el uso que se hace de este concepto en su contexto, y el uso del lenguaje matemático referido a la medida. Para comprender lo que los estudiantes han construido sobre la medida tomó como base la teoría de los modelos mentales, en los resultados del análisis observo que los estudiantes ven la 12 medida como una asignación numérica y como un proceso netamente instrumental para el caso de algunas magnitudes ya que no identifican claramente las diversidad de estas, lo que permite evidenciar que hay una escasa formación en cuanto a este concepto en los grados de escolaridad inferiores. Dicha investigación hace parte de su trabajo de grado de magister en enseñanza de las ciencias de la universidad autónoma de Manizales. Por otra parte está la propuesta hecha por Ramírez (2015) donde expone cómo desde la educación en tecnología se puede enseñar las matemáticas basada en la estrategia de construcción de artefactos por medio de la reproducción de plantillas para la construcción de auto de carreras que sirvan para apropiarse de los conceptos de área y perímetro, en su tesis denominada: Diseño de una Actividad Tecnológica Escolar para el aprendizaje de los conceptos de área y perímetro con los estudiantes de grado sexto, enfatiza en la importancia del uso de la tecnología para la enseñanza de las matemáticas en el aula. Con esta propuesta se articulan las matemáticas con la tecnología proporcionando al docente una herramienta para abordar en el aula, permitiendo la interacción de los estudiantes con la construcción de estos artefactos y reflexionando sobre los elementos que estos contienen para su correcto funcionamiento. Al igual que Manrique y Sierra (2006) hacen un aporte desde la Educación en Tecnología al aprendizaje de las matemáticas, por medio de una ATE, la cual está basada en la construcción de un artefacto con los estudiantes de grado noveno que muestra la necesidad de utilizar la tecnología en el aprendizaje del concepto de proporción mediante la construcción de un artefacto basado en la Divina Proporción en su tesis denominada: Diseño de una actividad tecnológica escolar para el aprendizaje del concepto de proporción en estudiantes de grado noveno de básica secundaria, donde se evidencia la necesidad de utilizar la medición como una de las estrategias para abordar este concepto. 13 También Reina y Salamanca (2016) proponen una actividad tecnológica escolar para fortalecer el pensamiento métrico en estudiantes de grado octavo y noveno, esta propuesta se elaboró para obtener el título de Especialistas en Educación en Tecnología de la Universidad Distrital y en la cual se basa este trabajo de grado. Aquí se realiza el planteamiento de diseño de una actividad tecnológica escolar a través de la estrategia de análisis a través de la construcción sobre artefactos tecnológicos que se usaron para la navegación en el siglo XV, tomando como punto de referencia la historia de Cristóbal Colon para hacer un trabajo en tres momentos con la reconstrucción de la brújula, el reloj solar y el astrolabio. “La ATE pretende desarrollar el pensamiento métrico en los estudiantes de grado octavo y noveno (…), permitiéndoles reconocer la importancia de estos artefactos (…) relacionándolos directamente con las matemáticas y más exactamente con el concepto de medición” (p. 1). Haciendo uso de la computación De la Puente (2007) describe y desarrolla un análisis y una evaluación de la aplicación de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) en la educación de personas adultas. Esta aplicación consiste en una investigación metodológica en el campo de la matemática, combinando el aula convencional con el aula de informática, resaltando la importancia de la motivación en el aula. Con esta investigación se respalda la importancia de usar otro tipo de estrategias para enseñar matemáticas y la pertinencia del uso de materiales desde la tecnología para fortalecer conceptos y /o nociones que se evidencian en la ATE propuesta como dispositivo pedagógico en el aula, este referente consolida la idea de que la tecnología se puede usar como mediadora en la clase, en este caso con las matemáticas, permitiendo que el docente amplíe sus metodologías y estrategias con el desarrollo de una actividad donde los estudiantes exploran y utilizan diferentes estrategias desde un análisis histórico cultural hasta la solución de situaciones pasando por 14 operaciones para efectuar conversiones entre unidades y sistemas de medida. A partir de un análisis cualitativo se describen elementos que se consideran importantes para la enseñanza de conceptos en matemáticas, de igual forma lo exponen Pino y Salazar (2015) quien desarrollaron un EVA (Entorno Virtual de Aprendizaje) para fortalecer el pensamiento métrico en el primer ciclo de educación básica primaria. El proyecto consistió en una propuesta para mejorar la calidad educativa en nuestro país y como un aporte para la actualización de los procesos y las prácticas de enseñanza-aprendizaje que se deben tener en cuenta para el desarrollo de las competencias en matemáticas de los estudiantes que cursan el primer ciclo de la educación básica primaria, especialmente las relacionadas con el pensamiento métrico y los sistemas de medidas. El entorno se constituyó como una herramienta para potencial el aprendizajeen los estudiantes y permitir la aplicación de las TIC en el aula, su estructura y diseño se basa en el modelo del aprendizaje significativo permitiendo la interactividad, la creatividad y la motivación en los estudiantes por aprender las matemáticas desde otro contexto. Análisis de la revisión Realizada esta revisión hay evidencias que el planteamiento de situaciones problema por medio del uso de la tecnología ayuda de gran manera a transformar los procesos de enseñanza aprendizaje pues no solamente permite proponer un cambio en la organización didáctica de la clase, sino, además, realizar un acercamiento a los sistemas y productos tecnológicos. Las estrategias identificadas en los trabajos analizados hacen visible la importancia que tiene la tecnología en cualquier área de conocimiento, el enfoque técnico y cultural que se aborda da cuenta de su progreso en situaciones del contexto haciendo uso de saberes que permiten analizar 15 y construir a través de acciones concretas proyectos que transforman el diario de vivir de los estudiantes. Las experiencias didácticas que se han relacionado en este apartado no evidencian una explicación sobre el uso de la tecnología para la enseñanza del concepto de medición, en especial sobre la construcción de instrumentos de navegación, lo anterior permite dar fundamento y pertinencia a esta investigación y a la vez que da sentido a los hallazgos que del estudio realizado se obtuvieron, como se verá en los resultados y conclusiones en este informe. Dentro del segundo ítem se expondrán y analizarán en detalle estudios y experiencias en las cuales la enseñanza de las matemáticas es objeto de abordaje desde el diseño, aplicación y evaluación de diversas propuestas didácticas. 2. Aplicación y evaluación de secuencias y/o unidades didácticas sobre conceptos métricos, y diseño y aplicación de modelos para la enseñanza de las matemáticas. Para la descripción de los antecedentes sobre aplicación y evaluación de secuencias y/o unidades didácticas sobre conceptos métricos, y diseño y aplicación de modelos para la enseñanza de las matemáticas se tuvo en cuenta la revisión de algunos trabajos de grado que se relacionaran directamente con las matemáticas y en especial con temáticas concernientes a la definición del concepto de medida, magnitud y su manejo tales como área y perímetro (longitud), volumen, ángulos (amplitud), tiempo y unidades de medida, además, los resultados de investigaciones basadas en estos mismos conceptos. Dentro de las contribuciones a la educación matemática Giarrizo (2010) ha planteado una actividad que permite adaptar “el modelo de aprendizaje normativo (centrado en el contenido), el modelo de aprendizaje incitativo (centrado en el alumno) y el modelo de aprendizaje 16 aproximativo o apropiativo (centrado en la construcción del saber por parte del alumno).” (p. 1) permitiendo abordar situaciones desde la resolución de problemas. En su artículo titulado: La medida en el nivel inicial, una herramienta para resolver problemas, se evidencia algunos apartes en el proceso de adquisición de la noción de medida teniendo en cuenta la comparación, las magnitudes, los materiales empleados y la planificación didáctica que hace el docente para lograr la implementación de la actividad. Igualmente se describe una experiencia con estudiantes de 5 años del Jardín de Infantes Modelo Lomas (Argentina) haciendo uso de la balanza como instrumento de medición y comparación entre los pesos de algunos objetos, logrando concluir después de esta experiencia que los niños presentan un interés constante durante el desarrollo de la actividad, comunican de manera más acertada sus resultados pero sobre todo que se interpretan de manera asertiva la medición desde la comparación y las unidades de medida; y desde la postura del docente se muestra una propuesta pedagógica que no solo resulta innovadora sino llamativa por su fundamentación teórica y didáctica. En un estudio sobre los conceptos de magnitud y medida, Callejas (2012) presenta el diseño y la construcción de una secuencia didáctica para profundizar el estudio de estos conceptos con estudiantes de grado segundo dirigida desde las habilidades del pensamiento científico, estableciendo desde su trabajo la manera como el hombre ha concebido la naturaleza por medio de números y medidas explicando de una manera dinámica los hechos que suceden a su alrededor. Para esto establece fases de desarrollo estimulando a los niños desde el uso de los sentidos, las características y atributos de los objetos y la organización por medio de estos mismos atributos, observándose una clara evidencia de comparación y ordenación. Una de las propuestas que 17 también se tiene en cuenta por la manera de abordar su implementación es la de Arenas (2012), por medio de una investigación de tipo descriptivo – cualitativo, cuasi experimental propone diseñar e implementar una estrategia didáctica para 27 estudiantes de grado sexto entre 11 y 15 años de edad de la institución educativa Barrio Santander en una de las sedes denominada Sección Estado de Israel, sobre la enseñanza de áreas y perímetros en figuras planas haciendo uso de herramientas TIC (como moodle) y material concreto (como el tangram), sustentando “la importancia de la enseñanza de la geometría básica (áreas y perímetros en figuras planas) con el uso de la plataforma moodle y la construcción y manipulación de material concreto” (p. 12). El autor afirma que de esta manera se fomenta el auto aprendizaje y el aprendizaje colaborativo, potenciando además, el aprendizaje significativo y fortaleciendo en gran forma la adquisición de conocimiento científico en los estudiantes pues el uso de las TIC y el material concreto cambia la predisposición con la cual venían a realizar esta actividad matemática. Igualmente, al modificar los métodos de enseñanza, pasando del tradicional al lúdico, se logra desarrollar habilidades de pensamiento, análisis, comunicación, visualización y lectura del mundo físico desde la geometría. Igualmente Castillo (2012) en su investigación describe y caracteriza la capacidad de estimación de un grupo de estudiantes, para ello recurre a aplicar una serie de actividades para detectar cual es la noción que tienen los estudiantes sobre estimación de medida, las cuales examinó por medio de categorías provenientes de resultados de tipo cuantitativo. Con este análisis refiere a que los estudiantes en el momento en que se les cambia de posición o de forma el objeto no poseen conservación de la medida y que las unidades de longitud, en este caso el metro, son sobre las que tienen mayor claridad; en su trabajo de grado denominado “Estimación 18 de cantidades continuas: longitud y superficie” el autor aporta elementos a los docentes de matemáticas para abordar situaciones referentes a la medida. Otra evidencia de esto es que por medio de las Secuencias Didácticas en Matemáticas para Educación Básica Secundaria se desea promover estrategias para el fortalecimiento de las prácticas de los docentes de las zonas rurales para explorar nuevas formas de enseñar las matemáticas en el aula, es el planteamiento que realiza el Ministerio de Educación Nacional (2013) en el marco del Plan Nacional de Desarrollo. Estas actividades se realizan desde el grado sexto hasta grado noveno donde se plantean diferentes situaciones problema del contexto por medio del trabajo colaborativo como lo son por ejemplo distancia de la casa al colegio, tanques de almacenamiento, antibióticos para las reses y tamaño de cercas para animales; donde los estudiantes realizan procesos de estimación adquiriendo habilidades en la medición. Con estas secuencias didácticas se espera que los estudiantes amplíen sus conocimientos sobre lo referente a medición y que por cuestiones de tiempo no sean posibles abordar en el aulaconstituyéndose en una herramienta para el docente de matemáticas. En esta misma línea se encuentra el trabajo de grado de Gil de Gómez (2014) titulado: El Tratamiento de la medida y las magnitudes en educación primaria, pues desde este ha “querido plantear una metodología renovadora enfocada al bloque de contenidos de magnitud y medida donde desarrolle la competencia matemática teniendo en cuenta a los alumnos como protagonistas de su propio aprendizaje” (p. 4), puesto que desde los resultados en las pruebas PISA del 2012 se evidencia esta dificultad. Por esto se han propuesto actividades enfocadas a los cursos de 5° y 6° diferenciadas desde el tipo de magnitud y de diferentes problemas como lo son la longitud, la masa, la capacidad y el tiempo, y aunque las actividades no han sido aplicadas a los estudiantes es una propuesta que 19 permite abordar la enseñanza de estos conceptos teniendo en cuenta las condiciones mínimas que exige el currículo. Estudio realizado sobre los conceptos de área y perímetro se encontró el de González (2014), Comprensión de los conceptos de perímetro y área y la independencia de sus medidas, en el contexto de la agricultura del café, es el nombre de la propuesta que el autor hace con el fin de poder analizar el proceso de comprensión de 3 estudiantes entre 12 y 15 años de quinto de primaria del colegio Santa Rita ubicado en el municipio de Andes, en Antioquia (Colombia), donde por medio del diseño de una unidad didáctica se evalúa el avance que ellos tienen con respecto a la comprensión de estos dos conceptos, utilizando una investigación de orden cualitativo se evidencia que los tres estudiantes progresaron entre los niveles de comprensión que se proponen pues la motivación que ejerció el docente (aplicador y autor de la propuesta) fue clave para la continuidad del trabajo. Además, la propuesta ayuda a describir claramente el nivel en el que se encuentra un estudiante y hasta que nivel puede llegar, punto clave a la hora que otro docente desee utilizarla para abordar estos conceptos en el aula afirmando al final el autor que también se puede utilizar para retomar la comprensión del concepto de volumen por su fácil adaptación. Igualmente se encontró la investigación de Figueroa (2015) titulada: Estrategia didáctica para la enseñanza del concepto de área y perímetro, mediada por procesos tecnológicos en el grado 9 en la IETI José María Córdoba, donde propone hacer un diseño que le permita mejorar el pensamiento métrico y espacial de 24 estudiantes de grado noveno entre 14 y 15 años de esta institución ubicada en el Santuario – Antioquia (Colombia). Para esto diagnostica los conceptos previos que ellos tienen, analiza los resultados por medio del razonamiento de Van Hiele, aplica la estrategia diseñada y así evalúa su impacto a esta 20 población; concluyendo su trabajo con la afirmación que “Los problemas concernientes a la enseñanza y aprendizaje de los conceptos de área, perímetro y sus relaciones, no son de tipo epistemológico sino de tipo didáctico.” (p. 90), pues también afirma que “la metodología empleada fue efectiva en la parte de motivación ya que generó en los estudiantes una actitud receptiva, comprometida y altamente participativa.” Y “El uso de medios tecnológicos, particularmente material didáctico, facilita la apropiación de los conceptos por parte de los estudiantes” (p. 90). Leguizamón (2015) también basa su investigación sobre estos conceptos, desde su trabajo titulado: Magnitud y medición, estrategia didáctica para el desarrollo de habilidades científicas con estudiantes de grado noveno, donde expone el diseño de una estrategia didáctica basada en estos conceptos con el objetivo elemental es realizar su construcción desde el desarrollo de las habilidades científicas. Abordando estos conceptos desde el área de las Ciencias Naturales, y por medio de la observación, la descripción, la comparación, la clasificación, el análisis y la síntesis de los objetos; determina la medida como “proceso de comparación de un patrón escogido de una magnitud, que permite determinar cuántas veces está contenido dicho patrón en una magnitud semejante, permiten describir, establecer patrones, regularidades y modelos del entorno natural.” (p. 25). Con el desarrollo de esta estrategia didáctica los estudiantes de grado noveno del colegio Nuevo San Andrés de los Altos (ubicado en la localidad de Usme - Bogotá) lograron en el 2015 construir el concepto de magnitud física desde las propiedades y los atributos medibles haciendo uso de instrumentos de medición que permitieron desarrollar habilidades y destrezas científicas aumentando su capacidad para la resolución de problemas. Asimismo García (2015) propone una serie de actividades para niños entre 4 y 5 años que resalta el valor didáctico de la medida con el fin de contribuir a la iniciación de las habilidades 21 lógico-matemáticas; desde su trabajo de grado denominado: Iniciación a la medida en la educación infantil diseña, plantea y lleva a la práctica este tipo de actividades que permiten desarrollar un aprendizaje contextualizado en los estudiantes. La aplicación de esta propuesta se llevó a cabo durante tres semanas con 22 niños del colegio Jorge Manrique de la ciudad de Palencia (España) abordando un tipo de medida cada semana: longitud, peso y cantidad, concluyendo, en especial, después de su aplicación que: La medida es un tema accesible a los niños; tienen unos buenos conocimientos previos sobre ella debido a su cercanía y familiarización con situaciones dentro de su entorno en las que se emplea. Si a esas ideas que ya poseen, añadimos el empleo de instrumentos de medida reales, les permitiremos irse acercando cada vez más a la importancia y necesidad de su utilidad en el mundo que les rodea. (p. 50). Es importante tener en cuenta los componentes, la descripción de las experiencias didácticas y el uso de los recursos para dar explicación de los comportamientos de los estudiantes en el aula de clase a la hora de abordar determinado concepto, en este caso conceptos asociados a la medición, pues no solo están caracterizados desde el trabajo concreto sino desde la perspectiva del docente y su manera de interactuar con ellos en el aula, aunque se considera necesario tener una propuesta que de mayores pautas al docente y su rol dentro del aula, además, de contribuir al estudio de la medición desde otra perspectiva, la histórico cultural. Por otra parte, desde un análisis más específico por cada uno de los conceptos métricos, se encuentra el trabajo hecho por Corberán (1996) sobre el concepto de área, la autora afirma que a los estudiantes de secundaria se les dificulta la comprensión de este concepto, debido muchas veces a la forma en como los docentes lo enseñan ya que solo se remiten a la parte algorítmica por medio de fórmulas y a la introducción de unidades de medida por medio de múltiplos y submúltiplos. En su tesis de doctorado denominada “Análisis del concepto de área de superficies planas. Estudio de su comprensión por los estudiantes desde primaria hasta la universidad” la 22 autora propone diferentes estrategias y afirma que los docentes investigadores en didáctica de las matemáticas deben proporcionar elementos que permitan que los docentes reflexionen sobre su práctica educativa y puedan mejorar la enseñanza de este concepto en el aula. Con el diseño, la experimentación y la evaluación de una unidad didáctica basándose en una metodología de análisis cualitativo y cuantitativo, describe por medio de los resultados de un test cuál es el concepto que tienen un grupo de estudiantes sobre el área, las actividades que propone son aislar el área de la superficie para potenciar la variación y la transformación. Igualmente esta la propuesta de Castrillón (2014), que a partir de la elaboración de una propuesta didáctica realizael planteamiento de diferentes actividades orientadas al acercamiento del concepto métrico de volumen, no solo bajo la mirada propiamente matemática sino desde la percepción y comparación de diferentes maneras permitiendo la reflexión de su uso en situaciones problemas. En la elaboración de la unidad didáctica Jaime Castrillón no solo se vale de los Lineamientos y Estándares de Matemáticas sino de la Teoría del Aprendizaje Significativo para motivar a los estudiantes a estudiar el tema. La unidad didáctica está compuesta por una situación inicial donde se indaga sobre los conocimientos previos que tienen los estudiantes, luego se proponen actividades de apreciación e igualación para poder abordar el concepto de volumen, haciendo diferenciación entre las unidades de medida de volumen y las de capacidad, finalmente los estudiantes realizan conversiones haciendo su aplicación en situaciones propias de su entorno dicho trabajo se denomina diseño de una unidad didáctica para la enseñanza del concepto de volumen, que favorezca el aprendizaje significativo en los estudiantes del grado 9º de la I.E el Pedregal del municipio de Medellín. Para abordar el concepto de radian, Martínez (2012) presenta un análisis didáctico-cognitivo desde la “destematización” de este concepto y las medidas de ángulos de las funciones 23 trigonométricas denominado: Concepciones y matemática escolar: unidades de medida de las funciones trigonométricas en el nivel medio superior. Este estudio se realizó teniendo en cuenta dos análisis de los cuestionarios aplicados a 80 estudiantes de quinto semestre de dos universidades de México y los cuales ya habían cursado materias como algebra, trigonometría y cálculo, y a 12 profesores pertenecientes a instituciones de nivel medio superior de la ciudad de México, donde el autor elige presentar: 1) Un análisis de corte didáctico realizado con el objetivo de caracterizar la M. E.1 de las FF. TT.2 y 2) un análisis de corte cognitivo realizado con el objetivo de conocer las concepciones que estudiantes y profesores han interiorizado de dicha matemática escolar. (p. 42). Estos análisis son realizados bajo la concepción del radian como concepto articulador en trigonometría evidenciándose el poco uso que hacen de él ya que se observa mayor preferencia en el uso del sistema sexagesimal por su escritura y valores notables. En esta misma línea está el trabajo de Rotaeche y Montiel (2017) quienes presentan los resultados que tuvieron de una experiencia didáctica con 34 estudiantes entre 12 y 14 años en sesiones de 45 minutos cada una, y cuyo objetivo era que ellos aprendieran el concepto de ángulo. Aprendizaje del concepto escolar de ángulo en estudiantes mexicanos de nivel de secundaria es el título del artículo que describe la manera como las autoras abordaron este concepto en el aula teniendo en cuenta las dificultades de los estudiantes, la organización didáctica de la actividad y la metodología de diseño, además, del diseño curricular y los conocimientos previos de los estudiantes, logrando que ellos cuantificaran y acotaran la angularidad extrayendo sus 1 M.E. Es la sigla utilizada por el autor para abreviar Matemática Escolar. 2 FF. TT. Es la sigla utilizada por el autor para abreviar Funciones Trigonométricas. 24 propiedades, observando sus usos tanto en las figuras geométricas como en la solución de problemas. Al ser específicos con los conceptos de medición que se abordan en el aula se observa el aporte de manera significativo al desarrollo del pensamiento métrico desde sus diferentes caracterizaciones, manifestando a manera de reflexión como los estudiantes logran aprender desde los diferentes planteamientos que realizan los autores, en estos se tienen en cuenta los espacios, el tiempo, la disposición de estudiantes y docentes para abordar la actividad, entre otros; que permite que los procesos de enseñanza aprendizaje justifiquen su uso. En cuanto al manejo de instrumentos y unidades de medida está la unidad didáctica planteada por Vallecillo y Plaza (s.f.); partiendo de este manejo los autores tienen como objetivo fundamental reconocer la importancia de las unidades de medida y los objetos relacionados con medidas de peso, longitud, líquido y demás, hallados especialmente en tiendas como graneros, desde allí los autores proponen actividades donde el estudiante debe simular ser un comerciante que desea vender sus productos y así poder relacionarlo con los instrumentos de medida que allí se plantean, con el desarrollo de esta unidad didáctica los estudiantes usaran diferentes unidades de medida y establecerán patrones que les permita realizar mediciones asociándolas a su contexto real y/o cotidiano. Análisis de la revisión De acuerdo a la revisión anterior se destaca que la medición es un concepto a enseñar en el aula por medio del reconocimiento de la magnitud como “lo medible”, es importante que los estudiantes construyan este concepto (el de “magnitud”) para que el uso de instrumentos sea acertado y permita evidenciar el acercamiento a la medida y no se convierta únicamente en una 25 asignación numérica donde el estudiante deba realizar conversiones entre unidades de medida, sino que realmente haya una comprensión de lo medible y sus características. Para los docentes es importante incluir dentro de sus metodologías y/o planeaciones actividades que potencien en los estudiantes las habilidades para medir y reconocer características de las magnitudes, iniciando con procesos de estimación y comparación hasta que se llegué al uso del instrumento para precisar, de esta forma dotando de significado a lo que busca fortalecer la ATE en el aula, ya que esta pretende llevar a los estudiantes a que “asimilen” el concepto de “medición” pero a través de la exploración y el reconocimiento de otros elementos que son importantes para identificar el verdadero significado de la medida. Esta revisión documental aporta elementos teóricos tales cómo las representaciones y los significados que puede llegar a tener el concepto de magnitud y sus asociados, las herramientas que se pueden llegar a abordar en el aula para mejorar los procesos de enseñanza aprendizaje, las estrategias pedagógicas que se pueden implementar utilizando la tecnología como una de ellas, etc.; y que desde la práctica en el aula de las matemáticas se puede evidenciar. Por medio de las secuencias didácticas revisadas se confirma la pertinencia que tiene la ATE como propuesta para fortalecer un concepto en matemáticas y como se puede aportar a esta área desde el uso de la tecnología. 26 Capítulo 3. Referentes Teóricos En este capítulo se abordan los diferentes referentes teóricos que se revisaron para el diseño de la propuesta de la ATE De La Navegación A La Medida, tomando como referencia el concepto de medición que es el que se quiere fortalecer en los estudiantes, inicialmente se hace una descripción desde la normatividad como marco legal con los Lineamientos Curriculares de Matemáticas y Los Estándares Básicos de Calidad del Ministerio de Educación Nacional – MEN- para luego hacer una relación a partir lo didáctico desde los planteamientos teóricos de Ester Galina y Juan Godino; seguido del constructivismo como teoría de aprendizaje de acuerdo a lo propuesto por Jean Piaget y David Ausubel desde el aprendizaje significativo y al final se abordan los planteamientos de Joseph Novak sobre los mapas conceptuales como técnicas de representación de conceptual como parte de la metodología del proyecto para llevar a cabo la evaluación luego de aplicar la ATE. 1. Concepto de Medición. Figura 1. Mapa Conceptual General de la Propuesta. Fuente: elaboración propia a partir de los Lineamientos Curriculares del MEN (1998), Estándares de Matemáticas del MEN (2003), Galina (2008)
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