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INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY UNIVERSIDAD VIRTUAL LA DIDÁCTICA UTILIZADA POR EL PROFESOR DE MATEMÁTICAS DEL BACHILLERATO DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO LATINO AMERICANO TESIS PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OBTENER EL TÍTULO DE MAESTRA EN EDUCACIÓN AUTORA: MA. DE LOURDES MORA MELLADO ASESORA TUTORA: MTRA. ANA MARIA ZERMEÑO PADILLA ASESORA TITULAR: DRA. DANITZA MONTALVO APOLIN PACHUCA DE SOTO, HIDALGO. MAYO/2008 ii LA DIDÁCTICA UTILIZADA POR EL PROFESOR DE MATEMÁTICAS DEL BACHILLERATO DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO LATINO AMERICANO Tesis presentada por Ma. de Lourdes Mora Mellado ante la Universidad Virtual del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey como requisito parcial para optar por el título de MAESTRA EN EDUCACIÓN MAYO/2008 iv ÍNDICE DE CONTENIDO RESUMEN ........................................................................................................................iii ÍNDICE DE TABLAS .......................................................................................................vi INTRODUCCIÓN............................................................................................................vii CAPÍTULO 1: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................9 1.1. Contexto de la investigación ......................................................................................9 1.2 Definición del problema ...........................................................................................11 1.2.1 Proceso de diagnóstico del problema .................................................................11 1.2.2 Preguntas de investigación ................................................................................12 1.3 Supuestos .................................................................................................................12 1.4 Objetivos ..................................................................................................................13 1.5 Justificación..............................................................................................................14 1.6 Beneficios esperados ................................................................................................16 1.7.1 Delimitaciones ...................................................................................................16 1.7.2 Limitaciones ......................................................................................................17 CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO REFERENCIAL ..................................................18 2.1 Antecedentes ............................................................................................................19 2.2 Marco teórico ...........................................................................................................23 2.2.1 Teoría constructivista ........................................................................................23 2.2.2 La didáctica de las matemáticas en el nivel medio superior ...............................25 2.2.3 La falta de comprensión de las matemáticas a nivel medio superior...................31 2.2.4 Manejo de la transversalidad de las matemáticas ..............................................33 2.2.5 La importancia de un laboratorio de matemáticas .............................................33 2.3 Elementos a considerar en la enseñanza de las matemáticas ......................................34 v 2.4 Discusión..................................................................................................................35 CAPÍTULO 3: METODOLOGÍA...................................................................................38 3.1 Enfoque metodológico..............................................................................................38 3.1.1 Enfoque cualitativo ............................................................................................39 3.2. Línea de investigación: El papel del profesor y la enseñanza en el proceso educativo .......................................................................................................................................42 3.3 Método de recolección de datos ................................................................................42 3.3.1 Métodos seleccionados para la investigación .....................................................42 3.3.2 Las técnicas de investigación .............................................................................44 3.3.3. Triangulación de métodos y técnicas elegidos ...................................................48 3.4 Procedimiento de la investigación.............................................................................50 3.5 Universo de la investigación .....................................................................................50 3.5.1 Participantes......................................................................................................51 3.5.2. Criterios de selección........................................................................................51 CAPÍTULO 4: ANÁLISIS DE RESULTADOS..............................................................52 4.1 Resultados obtenidos en el registro de observación ...................................................52 4. 2 Resultados obtenidos en la técnica de análisis de contenido .....................................54 4.3 Triangulación de datos generales ..............................................................................56 CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .....................................58 5.1 Conclusiones ............................................................................................................58 5.2 Recomendaciones .....................................................................................................65 REFERENCIAS ...............................................................................................................68 ANEXOS...........................................................................................................................72 CURRICULO PROFESIONAL ......................................................................................80 vi ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Niveles de explicitación …………………………………..………………29 Tabla 2: Resultados del registro de observación ……………………...……………52 Tabla 3: Resultados del análisis de contenido ………………………..…………….54 Tabla 4: Triangulación de la información ……………………………..…………... 55 vii INTRODUCCIÓN Esta investigación tiene como objetivo analizar la didáctica utilizada por el profesor de matemáticas del bachillerato del Instituto Tecnológico Latinoamericano ubicada en el Estado de Hidalgo. Para lograr dicho objetivo de investigación se trabajó con los siguientes capítulos: El Capítulo 1 presenta el Planteamiento del Problema que contiene el marco contextual; definición del problema; preguntas de investigación; los supuestos; los objetivos de investigación; la justificación de la investigación; los beneficios esperados y la delimitación y limitaciones de la investigación. El Capítulo 2 presenta la Fundamentación Teórica de la tesis, ésta integrada por un conjunto de autores que auxiliaron en el desarrollo de; antecedentes, marco teórico; donde se desarrollaron temas importantes que sirvieron de pauta para la creación de los instrumentos de medición; la didáctica de las matemáticas en el nivel medio superior, el rendimiento de las matemáticas a nivel medio superior, la importancia de un laboratorio de matemáticas; así cómo otros elementos a considerar en la enseñanza de las matemáticas. Capítulo 3 presenta la Metodología que muestra el enfoque metodológico cualitativo;la línea de investigación: El papel del profesor y la enseñanza en el proceso educativo; el método de recolección de datos, métodos seleccionados para la investigación, las técnicas de investigación, triangulación de métodos y técnicas elegidas, procedimiento de la investigación; universo de la investigación; participantes y criterios de selección. El Capítulo 4 presenta el Análisis de resultados obtenidos, para lograr esto se presentan los resultados obtenidos en el registro de la observación realizada y del análisis de contenido, realizando una triangulación de datos generales donde se establece la relación entre el marco teórico y los datos obtenidos. viii Las Conclusiones y recomendaciones se integran en el Capítulo 5, donde se enumeran las conclusiones de a cuerdo a las preguntas de investigación, a los objetivos y a los supuestos que guiaron la investigación, en seguida se enumeran las recomendaciones para corregir la problemática de la institución en estudio y al final se incluyen recomendaciones para investigaciones futuras. Al final de la tesis se encuentra la bibliografía revisada, una serie de Anexos para ampliar la información al lector de la forma cómo se trabajó la investigación y el currículo profesional de la investigadora. 9 CAPÍTULO 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En este capítulo se mostrará un esquema general del problema, así como lo que se pretende con esta investigación entendiendo los alcances de la misma. Santos (2007) menciona que las matemáticas se distinguen no sólo como una herramienta que ayuda a entender y analizar distintos fenómenos, al mismo tiempo constituyen un ejemplo en el que la búsqueda de la verdad, la justificación y la explicación resultan relevantes en el quehacer de la disciplina. 1.1. Contexto de la investigación El Instituto Latino Americano se encuentra ubicado a las afueras de la ciudad de Pachuca, en Rancho San José Buenavista Km7, Mineral de la Reforma, Hidalgo, ésta es una escuela particular que cuenta con niveles de Preparatoria, Profesional y Postgrado, cuenta con tres edificios donde están debidamente distribuidas; aulas, oficinas, biblioteca y talleres de computo y arquitectura, además cuentan con su propio material de imprenta para que los alumnos realicen algunos proyectos, en una construcción anexa se encuentra la cafetería y la enfermería. El nivel socioeconómico de los alumnos en su mayoría es medio alto. Cuando se realizan eventos como simposios, congresos o eventos que son relevantes para el desarrollo escolar de los alumnos se les informa y se les apoya para que participen en los mismos con la condición de ponerse al corriente en las clases a las que están faltando. Además la escuela fomenta la participación de los alumnos en eventos socioculturales, como jornadas de artes o de contabilidad con la participación de alumnos y profesores de las diversas áreas académicas. 10 Objetivo e Introducción al Modelo de Bachillerato ITLA El desafío inaplazable para el educador profesional es retomar conceptos de calidad centrados en el alumno. La institución enfoca la calidad en el aprendizaje del alumno, buscando con esto el desarrollo de las potencialidades que debe descubrir el alumno, con el profesor como facilitador y guía fundamental en este proceso. El profesor tiene la obligación de motivar al alumno a que se interese por aprender, logrando una enseñanza cualitativa. Por lo tanto, el Bachillerato ITLA pretende “Formar estudiantes de Calidad” Fomentando en el estudiante: • Hábitos de estudio. • Capacidades de análisis y síntesis. • Fortalecer el razonamiento numérico y verbal, y comprensión lectora. • y una “Formación Integral a nivel físico, mental y social. Misión “Formar estudiantes del Nivel Medio Superior en un Bachillerato de alta calidad, a través de metodologías eficaces en los procesos enseñanza-aprendizaje, que permitan la formación de habilidades que trasciendan en el desarrollo de la personalidad, así como de su aspecto físico y social, contribuyendo de manera positiva hacia su persona, su familia y el medio que le rodea” (ITLA, 2006) Principales Características del Bachilleraro ITLA Para entender el papel que la institución le da a la educación de sus estudiantes es importante mencionar que busca una formación integral a través de actividades deportivas y culturales, así como conferencias y talleres. Por medio de estrategias que le permitan fortalecer su aprendizaje, existe una vinculación con los padres de familia para que estén informados del desempeño escolar, cultural y/o deportivo de sus hijos, se fomenta una preocupación por los demás, realizando servicio social comunitario de 100 hrs. La institución preocupada por el buen desempeño de los alumnos realiza: Programas para evitar deserción y reprobación, aplicación de pruebas de diagnóstico (pruebas psicológicas), 11 ceremonias de alto rendimiento, realiza intercambios con otras instituciones educativas de nivel Nacional e Internacional, para fortalecer el aprendizaje de la lengua extranjera, realiza con viajes al extranjero. Se realiza una evaluación integral del aprendizaje de estudiantes que incluye; evaluaciones parciales y finales, exámenes departamentales, evaluación a través de trabajos finales (debates, exposiciones, oral: tipo examen profesional), evaluación cualitativa por grupo. 1.2 Definición del problema El problema por el cual está pasando la institución es el bajo promedio que tienen los alumnos en la asignatura de matemáticas, a la institución le interesa saber la causa de éste problema, para remediarlo y así subir el nivel de aprendizaje, sin lugar a dudas son muchos los factores que intervienen en el desempeño educativo de los estudiantes, por este motivo está tesis se estudiará uno de estos factores. 1.2.1 Proceso de diagnóstico del problema Las matemáticas siempre han sido consideradas complicadas y causantes de bajas calificaciones en cualquier nivel de educación, en esta institución no fue la excepción, además de las bajas calificaciones en la asignatura, de 12 alumnos que pasaron a quinto semestre solo dos están estudiando en el propedéutico de físico matemáticas, esto hace pensar a los administrativos del Bachillerato ITLA, en el o los motivos de estos problemas. En éste proyecto se analizó uno de los factores que están directamente relacionados con el proceso de enseñanza-aprendizaje de los estudiantes. 12 1.2.2 Preguntas de investigación a. La pregunta principal ¿Cómo es la didáctica utilizada por el profesor de matemáticas del bachillerato del Instituto Tecnológico Latinoamericano? b. Las preguntas subordinadas 1.- ¿A qué se debe la falta de comprensión de los alumnos en matemáticas? 2.- ¿Qué actividades realiza el profesor de matemáticas para lograr la abstracción en los alumnos? 3.- ¿De qué forma el profesor muestra la transversalidad de las matemáticas con otras materias? 4.- ¿Qué impacto tendría un laboratorio de matemáticas en la didáctica aplicada? 1.3 Supuestos 1.- Un motivo por el cual no se comprenden las matemáticas es que a los alumnos no se les enseña está materia de forma relacionada con otras materias o con la realidad, los alumnos no conceptualizan los formulismos utilizados, por ejemplo, se les enseñan las derivadas y la formulas para resolverlas con algunos ejercicios, pero no se les enseña; ¿para que sirven?, ¿en donde se utilizan?, ¿qué sentido tiene que lo aprenden? 2.- Cuando el profesor de matemáticas conoce estrategias o técnicas didácticas para demostrar teoremas, fórmulas o ecuaciones, puede hacer más interesante y entendible la materia. 13 3.- Comprender los fundamentos de la matemática, causa en los estudiantes interés en el estudio de la misma. 4.- El encontrar relaciones entre los datos e incógnitas, resolver casos particulares, descubrir patrones y formularconjeturas, ayuda que los alumnos tengan un pensamiento diferente, que les ayudará a conceptualizar las matemáticas de una forma más sencilla de comprender. 5.- La utilización de material didáctico o tecnológico en exposición del profesor capta la atención del alumno permitiendo que éste participe activamente en su aprendizaje. 6.- Una planeación detallada de clase, llevada a cabo, permitirá que el profesor realice sus técnicas de enseñanza-aprendizaje y cumpla los objetivos planteados en tiempo y forma 1.4 Objetivos a. Objetivo general Analizar cómo es la didáctica utilizada por el profesor de matemáticas del bachillerato del Instituto Tecnológico Latinoamericano. b. Objetivos específicos 1.- Analizar y describir a qué se debe la falta de comprensión de los alumnos en matemáticas. 2.- Identificar y describir las actividades didácticas que realiza el profesor para lograr la abstracción en los alumnos en la asignatura de matemáticas. 3.- Identificar y describir la forma como el docente maneja la transversalidad de las matemáticas con otras materias. 14 4.- Analizar y describir la necesidad de un laboratorio de matemáticas en el proceso de enseñanza-aprendizaje. 1.5 Justificación a. Conveniencia de la investigación Actualmente en nuestro país está ocurriendo un fenómeno que en cada generación se acentúa más, los alumnos de preparatoria basan la decisión de una carrera profesional, en si el currículo posee o no matemáticas. En un estudio realizado a 60 individuos de entre 17 y 26 años de universidades de la región lagunera de Coahuila y Durango, se realizaron preguntas acerca de que tanto interés tienen en una área determinada, el estudio arrojo que 9 eligieron Físico- Matemáticas, 15 Humanidades, 13 Administrativas, 7 Químicas, 13 Sociales y 3 Biológicas (UAC, 2005). La mayoría de los estudiantes opta por áreas de estudio donde no tengan que estudiar matemáticas especializadas y los que a fin de cuentas eligen una ingeniería saben resolver algunos problemas matemáticos, pero no tienen una concepción del por qué de esos problemas, se aprenden los conceptos, símbolos y la forma de resolverlos, pero el aprendizaje no es significativo ya que no hay comprensión alguna de estos conceptos, cuando son modificadas algunas variables o la forma de plantear algún problema ya no pueden resolverlo, todo esto dificulta el desarrollo óptimo de sus capacidades, ocasionando que los ingenieros se desarrollen como tales en el ámbito laboral creando nueva tecnología, si se analiza la situación de México en avances tecnológicos estos son escasos y en ocasiones nulos, el nuestro es un país consumidor de tecnología, esta investigación centra su atención en la didáctica que utiliza un profesor de matemáticas de preparatoria, por que es ahí donde todo comienza y es posible modificarlo. b. Relevancia social La transición de la secundaría a la preparatoria es radical, los alumnos que pasan a la preparatoria llegan de un entorno donde se les motiva y la educación está centrada en el 15 individuo, se les ayuda casi de la mano a realizar sus estudios y llegan a un nivel donde ellos deben preocuparse por sus notas, ser responsables de entrar o no a clases, los profesores no están tras los alumnos para que estudien puesto que ya son “adultos” y se les debe tratar como tales, sin embargo este nivel es crucial para la formación de buenos profesionistas que serán parte del crecimiento y movimiento del país. En una institución particular, como la que se analiza en esta investigación, se presenta un problema de deserción por falta de interés en el estudio, un alumno sin motivación tiene un alto riesgo de abandonar los estudios y convertirse en un trabajador joven que tendrá una vida con pocas posibilidades de crecimiento económico y social, posiblemente se convierta en una carga para la sociedad, pero sí desde las aulas los profesores modificaran la didáctica utilizada en los alumnos de preparatoria, motivándolos a comprender las materias que más se les dificultan como las matemáticas, podrían hacer de los alumnos adultos motivados y preocupados por su desarrollo profesional, teniendo en ellos un impulso importante en el desarrollo de la sociedad en la que están inmersos. Almaguer & Elizondo (1998) comentan que se requiere formar a un ciudadano capaz de reflexionar sobre sí mismo, de determinar sus demandas, de integrarse internamente, de resolver problemas complejos y de responder a un entorno cambiante. c. Implicación práctica Si se logra modificar o adecuar la didáctica del aula a las necesidades de los estudiantes de preparatoria, se alcanzará uno de los objetivos más importantes o de mayor preocupación a nivel educativo, como lo es el aprendizaje significativo en los alumnos en esta asignatura. No se debe dejar de visualizar que la didáctica no es solo el preparar clases, orientar a los alumnos y entregar resultados, “la didáctica debe ser un conjunto de características, como; controlar, procesar, objetivar, guiar, integrar, optimizar, implicar, lograr objetivos, aplicar, personalizar, entre otras.” (Santillana, 1995). 16 d. Valor teórico Esta tesis podrá servir de referencia para otros profesores que tengan problemas con sus alumnos en el aula de matemáticas y por que no, de otras áreas del conocimiento de nivel preparatoria, ya que no existen muchos textos para ayudar al maestro a mejorar su calidad educativa, Solana (2004) asegura que la educación media superior es un tema poco frecuentado por la investigación educativa nacional, situación que no ha tenido cambios significativos en las últimas dos décadas, a pesar de que es frecuente y manifiesta esta preocupación. e. Utilidad metodológica En las aulas se tienen a profesores con conocimientos en matemáticas, pero carecen de una didáctica que les ayude a guiar a sus alumnos por el camino del entendimiento de estas. En la presente tesis el profesor podrá visualizar la metodología adecuada para la educación matemática de los alumnos, comprendiendo así que el enseñar matemáticas va más allá de que los alumnos conozcan y apliquen un conjunto de procedimientos para resolver problemas, involucra que los estudiantes desarrollen valores, creencias y actividades consistentes con el quehacer matemático (Santos, 2007). 1.6 Beneficios esperados Esta tesis será muy útil para la institución en la toma de dediciones en cuanto a la didáctica de deben seguir sus profesores de matemáticas y los elementos que deben incluir en su didáctica para lograr una educación pertinente y de calidad, logrando así aumentar el rendimiento académico de los alumnos en esta materia. 1.7.1 Delimitaciones La investigación sobre el tema “¿Cómo es la didáctica utilizada por el profesor de matemáticas del bachillerato?”, se llevará acabo en el Instituto Tecnológico Latinoamericano, ubicado en la cuidad de Pachuca Hidalgo, de Agosto del 2007 a Abril de 2008, utilizando 17 diferentes herramientas para la obtención de información (observación y análisis de contenidos), se cuenta con el apoyo de tres profesores que imparten la materia, un mismo profesor imparte a segundo y cuarto, dos profesores imparten a sexto, en el propedéutico de sociales y en el de físico matemáticas, respectivamente, con una matrícula en bachillerato de 53 alumnos . 1.7.2 Limitaciones Una de las grandes limitaciones que la investigación enfrentará será el “celo profesional” del profesor al sentir que se cuestionará su trabajo, es posible que la institución tarde en entregar documentos requeridos por asuntos administrativos o de tiempo, otra cuestión que le dará una pausa a la obtención de información son las vacaciones de diciembre, el cambio de semestre y las vacaciones de semana santa, por esta razón la recolección de información con los instrumentos se realizará en el ciclo escolar Enero-Junio 2008. 18 CAPÍTULO2 MARCO TEÓRICO REFERENCIAL A continuación se encontrará con información teórica que enmarcará ésta tesis como el modelo de investigación que se utilizó, los antecedentes que se tienen en la enseñanza de las matemáticas el marco teórico que sirvió de base para el desarrollo práctico de la investigación, así como analizar que opinan los autores a cerca de elementos a considerar en la didáctica constructivista, estrategias a seguir en la didáctica del profesor de matemáticas en el nivel medio superior, elementos externos que afectan la didáctica de las matemáticas, las causas y consecuencias de la falta de comprensión en matemáticas, sugerencias que dan para mejorar los resultados en la materia, el manejo de la transversalidad de las matemáticas, la importancia de tener un laboratorio de matemáticas en las instituciones, los elementos que se deben considerar al enseñar matemáticas. En el presente capítulo se aborda el modelo constructivista en el que se basará el estudio de esta tesis, dado que el Instituto Tecnológico Latinoamericano sigue la filosofía de que el alumno debe construir su propio conocimiento y la función de profesor es la de facilitador. El principio básico de la teoría en la que se basa la institución, subraya la importancia de la actividad constructivista del alumno en el proceso de aprendizaje (Bisquerra 2003). Ésta teoría dirige la educación hacia el alumno, quien es el responsable de su propio conocimiento y el profesor únicamente es una guía en el proceso de aprendizaje. Desde la perspectiva constructivista, el razonamiento analógico es la llave que permite el acceso a los procesos de aprendizaje; al hablar de razonamiento analógico debe entenderse que todo nuevo conocimiento incluye una búsqueda de aspectos similares entre lo que ya se conoce y lo nuevo, lo familiar y lo no familiar y en este sentido, el efecto de las ideas previas de los alumnos es enorme (Bisquerra 2003). En este capitulo se analizarán elementos a considerar en la didáctica constructivista, estrategias a seguir en la didáctica del profesor de matemáticas en el nivel medio superior, elementos externos que afectan la didáctica de las matemáticas, las causas 19 y consecuencias de la falta de comprensión en matemáticas, sugerencias que dan para mejorar los resultados en la materia, el manejo de la transversalidad de las matemáticas, la importancia de tener un laboratorio de matemáticas en las instituciones, los elementos que se deben considerar al enseñar matemáticas.. 2.1 Antecedentes Los problemas en la enseñanza de las matemáticas se encuentran en diversos niveles de educación, desde la educación básica hasta la profesional; los contenidos en matemáticas por lo general no son entendidos del todo, los alumnos aprenden los conceptos sin comprenderlos, mecanizan la forma de resolver problemas sin asimilar dicho conocimiento, por ésta razón al momento de realizar las evaluaciones los alumnos no las realizan exitosamente, ya que, no perciben lo que deben de hacer cuando el profesor cambia, aun cuando sea en forma mínima, el modo en que aborda un determinado problema. La teoría de asimilación de Ausubel señala que el alumno aprende significativamente cuando es capaz de relacionar las nuevas ideas con algún aspecto esencial de su estructura cognitiva (Bisquerra, 2003). Ausubel (1983, citado en Bisquerra 2003) defiende el aprendizaje significativo en su teoría de asimilación, indicando que el alumno aprende cuando es capaz de atribuir significado al contenido que está estudiando y con ello puede construir un esquema de conocimiento que se relacione con dicho contenido. Los estudiantes de matemáticas deben poder realizar sus propias construcciones cognitivas sobre concepciones y formulismos propios de la materia, logrando con esto un aprendizaje significativo que motive a los alumnos en el estudio de las ciencias exactas. La matemática es el objeto a enseñar, y está presente en la educación obligatoria por su utilidad práctica, porque tienen un alto nivel formativo, y proporcionan junto con el lenguaje; uno de los hilos conductores de la formación intelectual de los alumnos (Rico, 1997). En 1999, Krainer y Goffree publicaron una recopilación bibliográfica sobre investigación en formación del profesorado de matemáticas en Europa. Este trabajo forma parte de una síntesis más amplia 20 sobre las investigaciones que se llevan a cabo en educación matemática. Dichos autores distinguen cuatro tipologías de investigación realizadas. La primera categoría la denominan investigación en la perspectiva de formación del profesor (research in the perspective of teacher education). En este grupo se recogen las investigaciones que se centran en las creencias matemáticas de los profesores, el conocimiento de los profesores y los aspectos referidos a la enseñanza en el aula. Consideran que los resultados de las investigaciones se pueden utilizar como base para diseñar condiciones de aprendizaje para la formación del profesorado. La segunda, investigaciones en el contexto de formación del profesorado (researchs in the context of teacher education), incorpora aspectos como: el aprendizaje a través del desarrollo profesional, la discontinuidad entre la formación inicial del profesorado y la actividad profesional que deberá desarrollar en escuela y los cambios que el profesor experimenta en sus creencias y en sus prácticas. En esta categoría el uso de la investigación para la formación del profesorado afecta directamente al profesor. Como tercera categoría los autores señalan investigación en formación del profesorado (research on teacher education), en la cual la formación del profesorado es objeto de investigación, y los procesos de interacción en la formación son el foco principal de estudio. Y por último, la cuarta categoría señalada es la investigación como formación del profesorado (research as teacher education). Aquí, la actividad investigadora está en primer plano como un medio para el desarrollo profesional y la formación del profesor. Se incluyen diversas formas de investigación-acción y de práctica reflexiva, a través de las cuales los profesores reflexionan e investigan su propia práctica como medio para mejorar su aprendizaje y su acción. Es evidente que hay una preocupación por integrar teoría y práctica y, para avanzar en un conocimiento más profundo de los elementos que favorezcan el desarrollo profesional del profesor. Existen varias investigaciones en matemáticas publicadas en la Revista Latinoamericana de Investigación Matemática Educativa que hablan al respecto: 21 Acerca de la preparación teórica de los maestros de matemáticas D’Amore y Martín (2000) discuten de la preparación no disciplinaria del profesor, argumentan que el conocimiento matemático no es suficiente sobretodo con maestros de escuela elemental, en su investigación comentan el lenguaje que utiliza el profesor, por un lado el lenguaje de las matemáticas y el lenguaje meta (con el que se comunica), hacen hincapié en que el profesor debe ser capaz de comprender ambos lenguajes para lograr que los alumnos comprendan lo que se les quiere enseñar. En cuanto a la didáctica centrada en la resolución de problemas Morales (1998) realizó una investigación mediante la comparación descriptiva y cuantitativa de dos modelos de enseñanza medidos a través de instrumentos que reflejan los rendimientos académicos y el nivel de razonamiento, de dos grupos en la asignatura de Matemáticas del 9o. grado de Educación Básica, los cuales fueron seleccionados y clasificados de acuerdo a un proceso aleatorio. Cada uno de estos grupos (experimental y control) fueron tratados con dos enfoques de enseñanza diferentes. Al primero (grupo experimental) se le impartió la enseñanza de la Matemática, basada en dos estrategias cognoscitivas (V de Gowin y mapas conceptuales); las cuales permitieronreforzar el aspecto teórico (conceptual) y el práctico (resolución de problemas). Al segundo (grupo control) se le impartió la enseñanza tradicional (sin el uso de las estrategias). Concluyendo que los alumnos del grupo experimental resultó ser significativamente mayor en el rendimiento académico que el grupo de control, al incorporar en los exámenes indicadores del razonamiento matemático ya que se comprobó que los alumnos mejoran en los conocimientos lingüísticos y generales necesarios en la traducción de un problema, en las estrategias de solución y verificación, y en el manejo de operaciones para planificar y solucionar problemas. En la solución de problemas Rizo y Campistrous (1999) realizaron una investigación con el objetivo de “aislar”, mediante estudio de casos, algunas de las estrategias que utilizan los alumnos en la solución de problemas, utilizan el término “estrategia” en el sentido que le da Bruner quien considera que una estrategia hace referencia a un patrón de decisiones en la adquisición, retención y utilización de la información que sirve para lograr ciertos objetivos, las 22 estrategias pueden ser reflexivas o no, conduciendo a los alumnos a soluciones correctas o no, con esta investigación pudieron aislar algunas de las estrategias que los alumnos utilizan al resolver problemas, por ejemplo, el uso de palabras clave, parecen ser un producto no deseado del proceso de instrucción que se realiza en las escuelas. Sin embargo, la poca frecuencia con la que aparece la estrategia del uso de los significados en la solución de problemas permite hacer la suposición de que esto no constituye una parte importante de la concepción curricular y, por ende, del trabajo de los maestros, por otro lado, se dieron cuenta que la aparición de ciertas creencias en los alumnos acerca de la solución de problemas pueden constituir barreras muy difíciles de romper y pueden obstaculizar seriamente su conducta ante esta actividad. Estas creencias parecen ser también un subproducto de la forma en que se realiza la instrucción y un reflejo de las propias creencias de los maestros. A cerca del cálculo mental en el aula Ortega y Ortiz (2002) realizaron una valoración cuantitativa para comparar las destrezas en cálculo mental de dos grupos de alumnos de la misma edad de E. U. A. y España, los estadounidenses recibieron una formación de cálculo mental durante toda su formación y los españoles sólo realizaron tareas de cálculo mental durante cinco meses, se les aplico un test con operaciones aritméticas básicas (suma, resta, multiplicación, división) con números enteros y decimales, y combinaciones de operaciones, se observó una mejor preparación de los alumnos estadounidenses frente a los españoles, en general lo que más se les dificulto a los dos grupos eran ejercicios con decimales de más de cuatro cifras divisiones y operaciones con decimales, pesar de esto fue notoria la diferencia entre un grupo y otro, demostrando así la gran importancia de que los alumnos realicen cálculos mentales en el aula. Para entender la influencia de un modelo didáctico en la opinión de los alumnos hacia las matemáticas Cubillo y Ortega (2000) realizaron una investigación con alumnos de primero de bachillerato de estudios nocturnos. Uno de los objetivos era estudiar la influencia en actitud de de los alumnos hacia las Matemáticas al implementar en el aula el modelo didáctico de gestión mental de A. de La Garanderie. El enfoque fundamental de éste modelo reside en la concepción 23 de que los conocimientos se construyen usándolos en contextos y situaciones sociales comunicativas, como las que ocurren en el aula, concluyeron que es alta la importancia que los alumnos conceden a las matemáticas para su formación personal, estos alumno valoran positivamente las matemáticas positivamente para su formación futura, a partir de la experiencia ésta valoración se incrementó muy poco, en la valoración global, la situación en las pruebas inicial y final es análoga ya que no se produjeron cambios significativos pero los valores obtenidos aumentan ligeramente de manera positiva. 2.2 Marco teórico 2.2.1 Teoría constructivista Consideremos que una teoría es un conjunto interrelacionado y coherente de ideas que ayudan a explicar un problema y a hacer predicciones. En la educación se manejan principalmente cuatro teorías que versan sobre el desarrollo: la psicoanalítica, la cognitiva, la del aprendizaje conductual y social, y la ecológica (Santrock, 2003). Estas cuatro teorías sirven como un sustento para el modelo constructivista y forman un todo en el desarrollo adolescente. En este estudio se analizarán las teorías de corte constructivista, dado que, está institución tiene como objetivo que la educación sea basada en el alumno siendo capaz de crear su propio conocimiento, la suma de las aportaciones de diversos autores han enriquecido la diversidad de esa teoría, logrando así un aprendizaje significativo en el estudiante. Las principales teorías del aprendizaje constructivista según Bisquerra (2003), son: El conductismo, teniendo como principal autor a B. F. Skinner (20 de marzo de 1904 - 18 de agosto de 1990) fue el primero en diferenciar el condicionamiento operante del respondiente. Él creía que la mayor parte del comportamiento humano es positivo e intencional, más que reactivo. Las características distintivas de la conducta respondiente son que se reacciona a un estímulo, y que dicha respuesta es voluntaria, mientras la conducta operante se caracteriza por operar el ambiente (Kenneth y Eller, 2000), para el estudio de la matemática muchos profesores 24 utilizan la conducta respondiente, para lograr que los alumnos realicen los ejercicios propuestos, pero no siempre se logra el objetivo de que los alumnos entiendan realmente dicho concepto. Piaget (1896-1980) elaboró una importante teoría sobre el desarrollo cognitivo, su teoría sostiene que las personas construyen activamente su comprensión del mundo y pasan por 4 estadios: el estadio sensoriomotor (que abarca desde el nacimiento hasta los 2 años), el estadio preoperacional (de los 2 a los 7 años), el estadio de las operaciones concretas (de los 7 a los 11 años) y el estadio que compete a ésta investigación por el nivel en el que se realiza es el estadio de las operaciones formales (y que abarca de los 11 a los 15 años). En el estadio de las operaciones formales, la persona va más allá de las experiencias concretas y piensa en una forma más abstracta y lógica, permitiendo a los estudiantes elaborar imágenes mentales de situaciones hipotéticas (García 2004). Lev Vygotski (1896-1934) compartía con Piaget la idea de que los niños construyen su propio conocimiento. Su teoría está más enfocada al aspecto sociocultural del individuo, que enfatiza la importancia del análisis evolutivo y el papel que desempeña el lenguaje y las relaciones sociales, es importante que los estudiantes socialicen sus ideas a cerca de cualquier tema, en éste caso en matemáticas. La teoría de Lev Vygotski se basa en tres ideas principales (Tappan, 1998 citado en Santrock 2003): (1) las habilidades cognitivas de los niños y adolescentes se entienden mejor cuando se analizan e interpretan evolutivamente; (2) las habilidades cognitivas están medidas por las palabras, el lenguaje y las formas del discurso, que actúan como herramientas psicológicas para facilitar y transformar la actividad mental; (3) las habilidades cognitivas tienen su origen en las relaciones sociales y están inmersas en un transfondo sociocultural. J. S. Bruner (1956, 1966, 1971, 1978, 1982 citado en Kenneth y Eller, 2000) propuso el aprendizaje por descubrimiento, afirmaba que al ayudar a los estudiantes a descubrir el contexto y la información en el marco de un campo de estudio, los maestros pueden ayudarlos a recordar y aplicar lo aprendido. Kenneth yEller comentan que Piaget y Bruner afirmaban que lo que 25 aprenden los estudiantes por sí mismos es más significativo que lo aprendido como resultado de lo hecho por otros, cuando a los estudiantes de matemáticas se les enseñan los fundamentos de una teoría para que ellos realicen las demostraciones necesarias, su concepción de las matemáticas es significativa. Otro teórico de esta corriente es Bandura en 1986 junto con otros teóricos del aprendizaje social reconocen el valor del reforzamiento y afirman que en el ambiente cotidiano del aula prevalecen los reforzadores sociales entre los que se encuentra el reforzamiento directo (ocurre durante el modelamiento), el reforzamiento vicario y el autoreforzamiento. (Kenneth y Eller, 2000). En el área de matemáticas el reforzamiento de un tema visto con ejercicios en el aula y fuera de ésta es importante para reafirmar lo expuesto por los profesores La perspectiva constructivista asume que la epistemología se ocupa de preguntas referentes a construcción social del conocimiento y de preguntas del tipo: ¿Qué es lo que posibilita (o impide) la construcción del conocimiento? o ¿A través de qué procesos el conocimiento pasa de un estado menor a uno mayor? la epistemología genética de Piaget intenta responder estos cuestionamientos. Es importante que durante el aprendizaje de las matemáticas a los alumnos se les explique cómo es que aprenden, cuando estén consientes de su propio aprendizaje les será mucho más fácil construir su conocimiento 2.2.2 La didáctica de las matemáticas en el nivel medio superior La didáctica es la disciplina de carácter práctico y normativo que tiene por objeto específico la técnica de la enseñanza, esto es, la técnica de dirigir y orientar eficazmente a los alumnos en su aprendizaje, o definida en relación con su contenido, la didáctica es el conjunto sistemático de principios, normas, recursos y procedimientos específicos que todo profesor debe conocer y saber aplicar para orientar con seguridad a sus alumnos en el aprendizaje de las materias y/o programas, teniendo en vista sus objetivos educativos, (Romo, 1999). 26 Un análisis didáctico cumplirá con el objetivo de construir un esquema de la vida escolar contemplando el análisis de programas de estudio para identificar el análisis de textos más utilizados. Sánchez y Valcárcel (1993), proponen como componentes de la unidad didáctica; selección del objetivo, análisis del contenido, diagnóstico inicial, selección de estrategias didácticas y selección de estrategias de evaluación, continuación se describe brevemente cada una de ellas: La selección del objetivo; los objetivos se deben enunciar en función del alumno; de lo que debe ser capaz de lograr en términos de aprendizaje, de sus formas de pensar y la formación de acciones valorativas. Análisis del Contenido; la estructuración de los contenidos de enseñanza y la actualización científica del profesor deben ser coherentes con las actuales concepciones sobre la naturaleza de las ciencias. La estructuración de los contenidos no debe centrarse en que se adquieran un conjunto de concepciones aisladas por los estudiantes sino que estas se utilicen para explicar hechos o fenómenos de la misma ciencia. Diagnóstico inicial; delimita la preparación y desarrollo que poseen los estudiantes para enfrentar nuevos conocimientos, aquí se propone indagar en dos direcciones fundamentales de los conceptos, primero en los que se tratan en la unidad y segundo en los que constituyen requisitos previos en el aprendizaje de los nuevos conocimientos. Selección de estrategias didácticas; está dirigida a lograr que las normas de actuación del maestro en el aula sean eficaces para el logro de los objetivos propuestos. Las estrategias de enseñanza para las matemáticas deben estar diseñadas con el propósito de promover en el estudiante un constante conflicto cognitivo que lo induzca al razonamiento, análisis y reflexión de situaciones, así como a la búsqueda y aplicación de estrategias que lo ayuden a solucionar situaciones problemáticas. La capacidad de tomar decisiones propias por parte del estudiante, y saber interpretar correctamente el significado de 27 las soluciones obtenidas, debe ser otro objetivo en el diseño de estrategias de enseñanza de las matemáticas. Sin embargo no es frecuente que el profesor de matemáticas tenga la habilidad para generar dichos conflictos cognitivos, ya que la teoría de la transposición didáctica establece que el saber enseñar difiere cualitativamente del saber erudito. Una de las técnicas utilizadas por los profesores es el conflicto cognitivo, planteando que éste es un estado de desequilibrio que surge cuando una concepción de un individuo entra en conflicto con alguna otra concepción que tiene él, o bien con el ambiente externo, según Aguilar y Oktac (2004), es un estado de desequilibrio psíquico de un sujeto, un estado de contradicciones existentes entre las imágenes del concepto propias del estudiante y el concepto científico. El conflicto es creado en forma consciente por el docente y no necesariamente es provocado por la cuestión epistemológica del concepto. Para resolver un conflicto cognitivo es necesario tomar conciencia de su existencia, es decir, interiorizar la situación conflictiva, que demanda una modificación de los esquemas mentales y cambio de las imágenes del concepto. Mientras no ocurra esa interiorización o toma de conciencia de la existencia del conflicto no se hará algo por par te del sujeto para superarlo y por tanto, no se produce el equilibrio ni el aprendizaje. Sin embargo, Duit y Treagust (1998) señalan que los conflictos cognitivos no necesariamente producen cambios conceptuales o desarrollo cognitivo, pues existen ciertos factores o causas que inhiben ese cambio o desarrollo, entre ellos son: Los estudiantes son, frecuentemente, incapaces de comprender la nueva teoría porque sus concepciones previas proporcionan una interpretación esquemática; las nuevas concepciones no resultan inteligibles y plausibles para los estudiantes, los estudiantes son incapaces de comprender los nuevos puntos de vista porque no poseen suficientes ‘conocimientos previos’; sin una cierta cantidad de conocimientos previos, los argumentos a favor de las nuevas concepciones no pueden ser comprendidas, los estudiantes comprenden una nueva teoría, pero no creen en ella (p. 73) Finalmente, los conflictos cognitivos se clasifican (por Duit y Treagust, 1998) en tres clases primarias: “1) Conflictos entre predicciones de los estudiantes y el resultado del experimento; 2) Conflictos entre las ideas de los estudiantes y las de los profesores; 28 3) Conflictos entre las ideas de los estudiantes”. En matemáticas el conflicto cognitivo no se maneja únicamente con ejercicios prácticos, sino también, en la forma en la que el profesor aborda los conceptos, sí el profesor logra que el alumno construya su propio conocimiento este será capaz de crear su propia concepción o teoría del tema específico. La teoría ayuda a desarrollar un “funcionamiento didáctico de los saberes”, esto es, una mejor habilidad para enseñar y desde la perspectiva de Chevallard (1997) y Chevallard, Bosch and Gascón (1998) existen 3 niveles de explicitación en el discurso didáctico, a saber: Nociones protomatemáticas: aquellas cuyas propiedades son utilizadas en la práctica para resolver ciertos problemas, pero de forma que la noción misma no es reconocida ni como objeto de estudio no como instrumento útil para el estudio de otros objetos. Por ejemplo, la noción de simplicidad o patrón presente como en las tareas algebraicas de factorización y simplificación de expresiones algebraicas. Este concepto de nociones protomatemáticas Chevallard lo menciona también con el nombre de modelo implícito, como una forma de conocimiento matemático que funciona al sugeriruna determinada decisión o algoritmo Nociones paramatemáticas: Nociones que se utilizan consistentemente como instrumentos para describir otros objetos matemáticos, pero no son objetos de estudio en sí mismas; y por lo tanto no son objetos de evaluación directa, sino que son identificadas al momento de presentarse su no-maestría por parte de los estudiantes. Chevallard también llama a estas nociones lenguaje o modelo explicito, la producción de un determinado mensaje que facilita un intercambio de informaciones codificadas. Nociones matemáticas: objetos de conocimiento construidos, susceptibles de ser enseñados y utilizados en aplicaciones prácticas. Las nociones matemáticas son, por tanto, objeto de estudio en sí mismas, además de servir como instrumento para el estudio de otros objetos. Trata de los contenidos que son el objeto en una evaluación explicita y este tipo de 29 nociones se designan comúnmente por la currícula. Chevallard llama a esta noción como la teoría, ya que su procedimiento permite construir tanto proposiciones como juicios y validarlos. Estos niveles de explicitación no son una meta única ya que para el docente es posible llevar una noción a un nivel superior de explicitación o explicación. Es en este sentido que Chevallard (1997) menciona que la noción paramatemática de demostración puede ser objeto de definiciones coherentes y precisas en la lógica matemática. Estos niveles se muestran claramente en la Tabla 1. Tabla1 Niveles de explicitación Niveles de explicitación relacionados con la teoría de situaciones didácticas (Chevallard, Bosch. & Gascón, 1998). Forma del conocimiento matemático Modo de funcionamiento Tipos de interacción con el medio Tipo de situación didáctica Estatuto, en clase, de las nociones correspondientes Modelo implícito Un modelo implícito que sugiere una decisión o un algoritmo Intercambio de informaciones no codificadas (La acción influye directamente sobre el medio) Acción Nociones protomatemáticas Lenguaje o modelo explicito Un lenguaje que permite la producción de un mensaje Intercambio de informaciones codificadas según un lenguaje Formulación Nociones paramatemáticas Teoría Una teoría permite construir proposiciones y juicios Intercambio de juicios Validación e institucionalización Nociones matemáticas Tanto el conflicto cognitivo como el funcionamiento didáctico de los saberes podrían ser tomados en cuenta como herramientas en la secuencia didáctica con el fin de lograr un aprendizaje significativo en el alumno. La secuencia didáctica se entiende como una estrategia de trabajo a partir de la cual, el docente marca el recorrido pedagógico que deberán seguir los alumnos junto a él, para construir y reconstruir su propio conocimiento, realizando este recorrido de manera cooperativa, organizando, jerarquizando y siguiendo una secuencia de los contenidos 30 que determinen en los alumnos una historia rica en significados de lo que aprende logrando mayor disponibilidad para la acción (De Anda, Agosto 2007). Grupos de matemáticos y educadores matemáticos han tenido como objetivo estudiar las condiciones de la enseñanza de las matemáticas y analizar las posibilidades de realizar cambios y mejoras en el futuro con vistas a incrementar la calidad tanto de la enseñanza como del aprendizaje de esta materia. Selección de estrategias de evaluación; para que la evaluación sea formativa debe utilizarse como un medio que proporcione información para lograr una retroalimentación adecuada a los estudiantes y mejora la enseñanza del profesor, esta evaluación se convierte en un instrumento para el seguimiento del aprendizaje de los alumnos. 2.2.2.1 Elementos externos que afectan la didáctica de las matemáticas Las instituciones establecen relaciones específicas con el saber, puesto que fijan prácticas características para definir usos o empleos de modelo del concepto, lo que caracteriza las relaciones que la institución mantiene con un determinado saber. El aprendizaje y desarrollo de las personas, de los maestros en particular, se lleva a cabo en diversas instituciones, lo cual determina que el significado de ciertos objetos matemáticos y el conocimiento profesional puedan no ser los mismos de una institución a otra. Cada institución manipula el saber para adaptarlo a sus propias características tales como su misión, visión y objetivos. En la noción de concepción se distinguen dos sentidos: por una parte el cognitivo, referido al sujeto y por otra el epistemológico, referido al estudio de la génesis histórica de los conceptos o a las transmitidas por la enseñanza. Chevallard (1991) propone ir más allá en la significación de la concepción cognitiva, al señalar que la significación, uso y restricciones de un concepto pueden ser diferentes en cada institución y las concepciones del sujeto estarán influidas por la 31 institución de la cual forma o han formado parte. Al enmarcar las concepciones cognitivas dentro del marco institucional, se resalta la dependencia institucional en la construcción del significado. 2.2.3 La falta de comprensión de las matemáticas a nivel medio superior En la actualidad la enseñanza de la matemática especialmente a nivel básico, medio superior y superior, es crítica, resaltando cómo uno de los indicadores la falta de comprensión de la materia. Al respecto señala Fermín (1992), que el mundo actual exige una preparación matemática efectiva en diversos campos y niveles, por lo tanto no se debe permitir que la enseñanza de esta ciencia se estanque. 2.2.3.1 Causas de la falta de comprensión en matemáticas Una de las causas son la falta de adecuadas relaciones sociales en los estudiantes con problemas de aprendizaje: déficit en el procesamiento de la información, inmadurez, distractibilidad, hiperactividad, baja autoestima, dificultad para expresar los sentimientos, sumados al aislamiento y al rechazo que sufren tanto de sus compañeros de curso como de sus profesores por las bajas notas. Generalmente este rechazo social ocurre en todos los niveles de enseñanza, lo que afecta sus relaciones interpersonales a lo largo de su vida (Bender 1995). Otra causa es que a los alumnos se les enseña esta disciplina como un conjunto fijo de conocimientos pulidos y acabados Lester (1983) afirma que una práctica común en la instrucción matemática es que los maestros muestran a los estudiantes solamente los movimientos correctos al resolver un problema. 2.2.3.2 Consecuencias de la falta de comprensión en matemáticas Desafortunadamente todas estas inconsistencias se reflejan en las calificaciones de los estudiantes. Estos factores que inciden en la calificación de un estudiante con bajo rendimiento escolar, en general se piensa que los problemas se deben a causas que no están a su alcance, frecuentemente ésas están asociadas a factores sociales, culturales y/o económicos. Los alumnos que estudian matemáticas presentan problemas de notación que se deben entre otras 32 cosas a problemas más importantes como el dominio de conceptos, es necesario hacer un análisis más profundo de las concepciones que lo lleven a cometer los errores, no sólo en el concepto sino en otros conceptos propios del tema en general (cálculo, geometría, trigonometría, etc). 2.2.3.3 Sugerencias para mejorar los resultados en matemáticas Si un estudiante no logra comprender y resolver el problema planteado, sea paradoja o no, para Cantoral, et al (2000) tiene dos opciones en su proceder posterior, por lo menos: a) ser más consciente de sus disposiciones de los conocimientos matemáticos y de sus limitaciones, por lo que para eliminarlas necesitará investigar y estudiar con detenimiento ciertos aspectos. b) bloquearse y fortalecer la idea de que la matemática es difícil, por lo que hay que renunciar a ella o resignarse aaceptar su existencia como teoría. Sin más ánimo de profundización o de investigación. Por lo que se sugiere incorporar las paradojas en el sistema de enseñanza, pues son un medio de construcción o reconstrucción del conocimiento. Para Hiebert y Carpenter (1992), el hecho de que los alumnos discutan sus pensamientos con otros – ya sean sus padres o el docente- en referencia a un problema, produce un rico desenvolvimiento y un poderoso entendimiento de los conceptos matemáticos involucrados. Es necesario incorporar en la investigación educativa nuevas metodologías en el análisis de problemas, tal vez una manera de abordar este aspecto sea mediante la resolución de problemas, que permita a los alumnos construir sus propios caminos de razonamientos y sus propias estrategias de solución. 33 2.2.4 Manejo de la transversalidad de las matemáticas Estudiar matemáticas implica asimilar conceptos, métodos y principios que poseen diferencias fundamentales con los que se estudian en otras áreas del conocimiento, sin embargo Walker (1974) plantea que las matemáticas se originaron como una abstracción de la experiencia empírica del mundo exterior, por esto, no se debe olvidar que el origen de las matemáticas fue explicar el mundo físico aunque estas pronto se hicieron tan abstractas que se alejaron de dicho mundo, el manejar la transversalidad no es otra cosa que mostrar esa relación que siempre ha existido de la materia con las demás áreas del conocimiento. Por ejemplo en biología muchos problemas como; crecimiento de las poblaciones y dispersión de enfermedades, se pueden tratar con modelos matemáticos, para análisis financieros, para química; en balanceo de ecuaciones químicas, para medicina; en modelos del sistema músculo-esquelético y estadísimas para tratamientos, en arqueología para determinar la antigüedad de piezas de origen orgánico, estos son solo algunos ejemplos de áreas de conocimiento donde son aplicadas las matemáticas. 2.2.5 La importancia de un laboratorio de matemáticas En la actualidad se ha producido un incremento significativo en la introducción de las técnicas de computación en la docencia, aún así persisten dificultades en la asimilación de los conceptos básicos en las matemáticas. Se requiere aprovechar las posibilidades que aporta el desarrollo tecnológico, pero su introducción no constituye un proceso sencillo, pues un uso incorrecto puede producir resultados contraproducentes. Los estudiantes pueden aprender más matemáticas y en mayor profundidad con el uso apropiado de la tecnología (Dunham y Dick 1994). La tecnología no se debe utilizar como un reemplazo de la comprensión básica y de las intuiciones; más bien, puede y debe utilizarse para fomentarlas. En los programas de enseñanza de las matemáticas, la tecnología se debe utilizar frecuente y responsablemente, con el objeto de enriquecer el aprendizaje de las matemáticas por parte de los alumnos. 34 El desarrollo tecnológico puede encausarse en función de lograr mejores resultados en la formación conceptual de las asignaturas, mediante la estructuración del uso adecuado de las herramientas, con la utilización del laboratorio de computación y un enfoque constructivo se podrá lograr la participación de los alumnos en su propio conocimiento y el logro de un aprendizaje significativo (Groves 1994). Si la idea es que las actividades de enseñanza y aprendizaje se orienten a la solución de problemas, el aula deberá ambientarse con materiales que muestren al estudiante que esos problemas realmente existen y que no son artificiales o un invento por parte del profesor. Tener una computadora con un software de graficación es muy útil, pero si los materiales de apoyo son fotografías de objetos reales o con posibilidades de manipular, será más convincente la conexión entre lo abstracto y lo concreto. Algunos profesores recurren a las posibilidades que tienen las computadoras de simulación y animación, con la idea de que simplemente con el mouse, el estudiante pueda recrear estos fenómenos usando funciones con variables que tiendan al infinito, lo cual es un buen recurso, pero sigue siendo estrictamente matemático y sin asociación con una realidad inmediata para el estudiante, un ejemplo se hace con el apoyo del software graphmatica, que permitió visualizar el comportamiento de las gráficas de las funciones, se consideró el uso del mismo, sabiendo que la tecnología es un medio entre el estudiante y desarrollo de pensamientos matemáticos y tiene la capacidad de ofrecer medios alternativos de expresión matemática (Moreno, 1992). 2.3 Elementos a considerar en la enseñanza de las matemáticas Señalan Cantoral, et al (2000), que una creencia ampliamente difundida respecto a la relación entre la enseñanza y el aprendizaje de las matemáticas es una relación de transferencia simple de la enseñanza hacia el aprendizaje, el alumno “graba” lo que se le comunica por medio de la enseñanza, pero las investigaciones contemporáneas demuestran lo inexacto de este punto de vista y hacen evidente que los alumnos construyen regularmente conocimientos que no 35 forman parte del discurso de la enseñanza y resultan con frecuencia inadecuados e incluso erróneos desde el punto de vista matemático. Para una comprensión adecuada de los conceptos, debe tenerse en cuenta los métodos que se presentan en el proceso de asimilación. De acuerdo con Davidov (1988), en el pensamiento teórico se produce una reelaboración de los datos de la contemplación viva y se representan mediante conceptos, lo cual permite develar su esencia, es decir permite reproducir sus nexos internos, lo que no puede lograrse en la contemplación. Debemos tener en cuenta que la enseñanza de conceptos abstractos en el momento incorrecto puede ser peligrosa, cuando por cumplir un programa presionamos a los alumnos a que den las respuestas a cuestionamientos, éstas se pueden proporcionar demasiado pronto, sin insistir en la necesidad de pensar primero, por otro lado, la existencia de programas de computación puede mejorar la calidad de nuestra enseñanza, pero también existe una fuerte posibilidad de mantenerse dentro de los esquemas de la enseñanza tradicional, por tanto, su efecto puede ser más aparente que real, la incorporación de la tecnología en la mente del estudiante puede ser un riesgo importante que en lugar de ayudar al alumno, lo haga perezoso para pensar, es por esto que se debe enfatizar al alumno que todos los medios que se utilizan para la enseñanza son solo herramientas para una mejor comprensión, no sustitutos del razonamiento (Cantoral et al, 2000). 2.4 Discusión La secuencia didáctica pretende llevar al alumno a construir su definición, así como propiciar que transite libremente por los registros de representación gráfico y analítico, con énfasis en el análisis de las gráficas, se consideraron tanto para el diseño como en la implementación de la secuencia aspectos constructivistas como son: partir del nivel de desarrollo del alumno, posibilitar que los alumnos desarrollen su aprendizaje significativo por si solos y procurar que los alumnos modifiquen sus esquemas de conocimiento; teniendo en cuenta además, que en la perspectiva constructivista, es la actividad del sujeto lo que resulta primordial; no hay “objeto de enseñanza” sino “objeto de aprendizaje” (Moreno, 1992). Por otro lado, el 36 papel de las interacciones entre el profesor y los estudiantes enfatiza la importancia de las propias interacciones en el aula y el contenido matemático que se está discutiendo. Por ello, tanto el estudio como el contenido matemático influyen en el auge de los debates. Según las teorías de Raymond Duval (Duval, 1993), para cada objeto es posible definir distintos sistemas de signos y reglas que lo simbolizan y facilitan su comprensión y aprendizaje. Dichos sistemas se constituyen como representacionessemióticas del objeto, donde un conjunto de signos se identifican como unidades características del sistema, mientras que las reglas que lo rigen ordenan las asociaciones entre qué puede realizarse con los signos. Sin embargo, Duval puntualiza que no se debe confundir el objeto con sus representaciones, ya que esto a la larga puede convertirse en un obstáculo cognitivo para quienes lo estudian. Por el contrario, el saber diferenciar entre el objeto y sus representaciones se constituye como un punto estratégico para el aprendizaje, ya que las representaciones son necesarias tanto para fines de comunicación de los objetos, como para la actividad cognitiva del pensamiento que lleva a la compresión de los mismos. Los profesores de matemáticas deben realizar un claro manejo del significado, pues da pauta para que puedan construir conocimiento matemático. Cuando se pide hacer una prueba a estudiantes, al escribirla pueden mostrar procesos de pensamiento; permite además, observar cómo un estudiante llega a una conclusión en particular. Como mencionan Hanna & Jahnke (1996), el potencial más significante de la prueba en la educación matemática es la comunicación de la interpretación matemática. Se debe cambiar la idea de “terminar de ver el programa de la asignatura” y ocuparse de introducir metodologías que ayuden al estudiante a “aprender a aprender”, que posibiliten el aprendizaje significativo de los conceptos, que venzan los obstáculos, reconociendo en ellos una oportunidad para la consecución del objetivo principal de la enseñanza, cual es brindar al estudiante herramientas necesarias con las que pueda convertirse en su propio instructor para toda la vida. La idea no es colocar en el alumno “afirmaciones” sino “dudas” que lo lleven a investigar, consultar, pensar y repensar un concepto, inducirlo en la necesidad de su prueba, demostración y justificación teórica. Para un mejor entendimiento del uso que se le da a las 37 matemáticas es mostrando al alumno cómo se utilizan los conceptos o ecuaciones en otras áreas del pensamiento. Es importante pensar que el laboratorio de matemáticas no debe ser considerado como un simple espacio de entretenimiento o donde pasar el tiempo con nuestros estudiantes, si no tomar en cuenta sus distintos ritmos de aprendizaje, dificultades y capacidades, logrando así un mejor desarrollo en la materia. 38 CAPÍTULO 3 METODOLOGÍA Para comprender la caracterización metodológica de una opción investigativa, resulta necesario y conveniente indagar por sus bases epistemológicas, de modo que se halle el sentido o la razón de ser de sus procedimientos para producir conocimiento científico. El abordaje de los enfoques de investigación en el terreno de las ciencias sociales busca establecer cuáles son las técnicas que se han desarrollado para concebir y mirar las distintas realidades que componen el orden de lo humano, así como también comprender la lógica de los caminos, que se han construido para producir, intencionada y metódicamente conocimiento sobre ellas, Taylor y Bogdan (1992) señalan, lo que define la metodología es simultáneamente tanto la manera cómo enfocamos los problemas, como la forma en que le buscamos las respuestas a los mismos. En este capítulo se observó la metodología a seguir y los instrumentos a utilizar para llevar a cabo la investigación con la información necesaria para aprobar o desaprobar los supuestos planteados en este proyecto. 3.1 Enfoque metodológico A diferencia de los estudios descriptivos, correlacionales o experimentales, más que determinar la relación de causa y efecto entre dos o más variables, la investigación cualitativa se interesa más en saber cómo se da la dinámica o cómo ocurre el proceso en que se da algún problema. En este tipo de investigación se estudia; la calidad de las actividades, relaciones, asuntos, medios, materiales o instrumentos en una determinada situación o problema, así mismo, procura por lograr una descripción holística, esto es, que intenta analizar exhaustivamente, con sumo detalle, un asunto o actividad en particular, su metodología se basa en estrategias más flexibles e interactivas, por ello es de mucha utilidad describir y optimizar procesos más dinámicos de la orientación psicopedagógica (Bisquerra 2003). 39 3.1.1 Enfoque cualitativo Para entender este tipo de estudio Fraenkel y Wallen (1996) presentan cinco características básicas que describen sus particularidades. 1. El ambiente natural y el contexto que se da el asunto o problema es la fuente directa y primaria, y la labor del investigador constituye ser el instrumento clave en la investigación. En ésta tesis la investigación se realizó dentro del ambiente natural donde ocurre el problema, en éste caso dentro del salón de clases. 2. La recolección de los datos es una mayormente verbal que cuantitativa. La recolección de datos fue de lo que se observó dentro del ambiente natural, y se realizaron descripciones acerca de ello. 3. Los investigadores enfatizan tanto los procesos como lo resultados. Para la interpretación de la información obtenida fue de gran importancia que el investigador fuese quien realizó las observaciones de forma directa en el salón de clases y utilizó su experiencia para realizar las descripciones de forma adecuada. 4. El análisis de los datos se da más de modo inductivo. Los datos fueron recolectados de manera particular dentro del salón de clases y se analizados con la información recabada en el marco teórico. 5. Se interesa mucho saber cómo los sujetos en una investigación piensan y que significado poseen sus perspectivas en el asunto que se investiga. Esta investigación interesa saber cómo es que los profesores llevan a cabo su didáctica de clases y cómo reaccionan los alumnos. El proceso investigativo en este enfoque no difiere mucho de los otros tipos de investigación hay algunas particularidades que debemos de considerar (Fraenkel y Wallen, 1996): 40 Identificación del problema a investigar; no estricto a unas variables específicas, el mismo problema o asunto sé reformula a medida que se lleva la investigación en sus inicios. Identificación de los participantes; generalmente es una muestra seleccionada, no aleatoria, ya que el investigador procura por una muestra que concierne más a los propósitos específicos de la investigación. La formulación de supuestos; contrario a los estudios cuantitativos, los supuestos no se formulan al inicio de la investigación, sino más bien que surgen a medida que se lleva acabo la investigación. Los mismos pueden ser modificados, o surgen nuevas o descartadas en el proceso. La colección de los datos; no se someten a análisis estadísticos (si alguno es mínimo, tales como porcentajes) o que los mismos se manipulen como en los estudios experimentales. Los datos no se recogen al final al administrar instrumentos, sino que se van recogiendo durante el proceso que es continuo durante toda la investigación. El análisis de los datos; es uno mayormente de síntesis e integración de la información que se obtiene de diversos instrumentos y medios de observación. Prepondera más un análisis descriptivo coherente que pretende lograr una interpretación minuciosa y detallada del asunto o problema de investigación (Enfoque holístico). Conclusiones; se derivan o se infieren continuamente durante el proceso. Contrario a los estudios de índole cuantitativas que resultan al final de la investigación, en el estudio cualitativo se reformulan a medida que se vaya interpretando los datos. Conforme se fueron recolectando los datos en las clases de matemáticas el investigador fue sacando sus conclusiones en torno a lo dicho por los autores en el Capítulo 2. Ya determinado el proceso de investigación es necesario mencionar la tipología que se siguió para la obtención de resultados: 41 * Exploratoria:permite la definición de un problema o el establecimiento de hipótesis * Orientativa: permite familiarizar al investigador en un entorno desconocido, adquiriendo pautas, vocabulario, necesidades. * Clínica: busca el profundizar en un aspecto concreto, obteniendo una visión más profunda y razonada. * Investigación-acción: tiene el propósito de concienciar a los profesionales para que se impliquen y lleven a cabo una reflexión critica sobre la propia práctica orientadora que favorezca el diagnóstico, la detección de necesidades, la planificación de acciones de mejora y su aplicación o implantación. A lo largo de este proceso se realiza un seguimiento con recogida de evidencias sobre el desarrollo de dichos planes de acción, y que constituyen la referencia para nuevas reflexiones y sucesivas mejoras de la intervención psicopedagógica. * Investigación etnográfica: combina tanto los métodos de observación participativa como las no participativas con el propósito de lograr una descripción e interpretación holística del asunto o problema a investigar. * Investigación evaluativa: las herramientas de la investigación se ponen al servicio del ideal consistente en hacer más preciso y objetivo el proceso de juzgar, estableciendo criterios claros y específicos para el éxito de la investigación, reuniendo sistemáticamente pruebas y testimonios de una muestra representativa, traduciendo estas a expresiones cualitativas y comparándolas con los criterios antes establecidos, finalizando con conclusiones acerca de la eficacia, el valor, el éxito del fenómeno que se está estudiando. Este tipo de investigación es la que se utiliza para este proyecto. Para obtener resultados de alguna de las tipologías de investigación antes mencionadas es necesario recurrir a técnicas de medición como lo son; la encuesta, la entrevista, la observación y análisis de contenido. 42 3.2. Línea de investigación: El papel del profesor y la enseñanza en el proceso educativo Esta investigación se basa en la evaluación de la actividad profesional del docente, de cómo domina las competencias didácticas propias de la materia de matemáticas y del dominio de los procesos de aprendizaje que utilizan los alumnos para adquirir los conocimientos y transferirlos. 3.3 Método de recolección de datos Los datos que se pretenden recolectar servirán para analizar la didáctica utilizada por el profesor de matemáticas y los procesos de aprendizaje que maneja, esto utilizando diversas fuentes y técnicas de investigación. 3.3.1 Métodos seleccionados para la investigación Método evaluativo Según Weiss (1999) éste tipo de método aplica procedimientos de investigación social, lo que distingue a la investigación evaluativa no es el método de estudio, sino la intención o la finalidad con la que se lleva a cabo, siendo esta, el encontrar respuestas para basar la toma de decisiones proporcionando el fundamento racional de la evaluación, la presente investigación fue utilizada para analizar y evaluar la didáctica usada por los profesores de matemáticas, para lograr esto el evaluador se preocupó por la forma del estudio, abordándolo con las perspectivas de sus propios conocimientos y de su disciplina, a pesar de esto la base fundamental del estudio son asuntos de interés administrativo y programático. La evaluación compara lo que es con lo que debería ser, se comparará lo que dicen los autores que debería ser con lo que está sucediendo en el bachillerato, ocupándose de fenómenos que demuestran que el programa está alcanzando o no las metas propuestas y preocupándose por estar a la altura de los criterios establecidos, la evaluación se realiza en un 43 marco de acción donde lo más importante es el programa que está prestando servicios a la gente, en caso de que durante la investigación evaluativa se encuentren problemas con los programas (es casi seguro que existan fricciones entre las personas involucradas ya que estará en tela de juicio su desempeño en el trabajo), la mayoría de los informes de estos estudios se quedan sin publicar ya que las personas responsables de los programas solo necesitaban este análisis para encontrar respuestas a sus preguntas y no para ponerse en evidencia, pero la importancia de publicar los resultados bien realizados es evidente, aun cuando estos muestren que el programa no ha dado mayores rendimientos ya que con la publicación permiten que otros se enteren de los descubrimientos y no se siga repitiendo lo mismo. Los evaluadores utilizan diversos métodos de investigación para recabar información; entrevistas, cuestionarios, tests de conocimiento y destrezas, inventarios de actitudes, observación, análisis del contenido de documentos, registros, expedientes y examen de las evidencias físicas. La clase de esquema para reunir datos dependerá de la clase de información que se necesite para dar respuestas a las preguntas específicas que plantea la evaluación. Para la investigación en particular serán utilizados los métodos de observación y análisis de contenido. La evaluación exige el uso de objetivos o referentes, es decir se evalúa en que grado se han conseguido unos objetivos determinados, estos pueden ser de dos tipos de resultados o de procedimientos, es decir se deben distinguir si los resultados de la acción orientadora han sido deseados y si la acción orientadora ha estado de acuerdo con lo planeado. La investigación cualitativa contempla la observación participante y el análisis de contenidos; “da profundidad a los datos, la dispersión, la riqueza interpretativa, la contextualización del ambiente o entorno, los detalles y las explicaciones únicas” (Hernández S., Fernández C. y Baptista Lucio, 2003). Su escenario se define sin modificaciones del ambiente, de tal forma que el contexto y el aspecto que se estudia se analizan conjuntamente, bajo sus relaciones naturales, el investigador realizó observaciones sin modificar el contexto. La credibilidad de los resultados no busca la generalización de un estudio de laboratorio, ya que la realidad social es única, dependiente del 44 contexto e irrepetible. La información recolectada fue interpretada en el marco contextual analizado, sin modificación alguna. 3.3.2 Las técnicas de investigación Entre las diversas técnicas o instrumentos que se pueden emplear para recolectar datos, se decidió emplear el de la observación y análisis de contenidos. Por un lado el análisis de contenido es una técnica para estudiar la comunicación de una manera objetiva y por otro la observación cualitativa implica adentrarse en profundidad a situaciones sociales y mantener un papel activo, así como una reflexión permanente (Hernández, Fernández & Baptista, 2006). 3.3.2.1 La observación La observación consiste en el registro sistemático y confiable del comportamiento o conducta. Puede servir para terminar la aceptación de un grupo respecto a su profesor, analizar conflictos familiares, eventos masivos, entre otros. Ruiz (1999) manifiesta que “La observación es el proceso de contemplar sistemática y detenidamente cómo se desarrolla la vida social, sin manipularla ni modificarla”. El mismo autor la considera como una técnica de investigación cualitativa. La observación para Puente (2002) puede ser: a. Observación participante. El investigador participa directamente en la experiencia observada. b. Observación no participante. El investigador no participa totalmente de la experiencia c. Autobservación. El investigador orienta su análisis a su propio comportamiento. d. Observación Directa. Es directa cuando el investigador se pone en contacto personalmente con el hecho o fenómeno que trata de investigar. 45 e. Observación indirecta. Cuando el investigador entra en el conocimiento del hecho o fenómeno observando a través de las observaciones realizadas anteriormente por otra persona. Tal ocurre
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