Cuatro cuestiones en torno al aprendizaje de la demostración.

Se estudia el proceso de aprendizaje de los estudiantes de bachiller en materia de demostraciones matemáticas. Se describen criterios para determinar que una demostración matemática se han entendido. Entre ellos se encuentran entender el enunciado, entender los pasos de la demostración y comprender globalmente la solución como una respuesta universal al enunciado. Se estudia que tipos de demostraciones son aceptadas como tales por los alumnos. Se encuentran alumnos que admiten pruebas Empíricas, analíticas, deductivas, basadas en un sólo caso y también basadas en varios casos. Se tiene, por lo tanto, que existe una diveridad de tipos de pruebas y que la aceptación de unas y otras por parte de los alumnos no es excluyente. Se estudia la capacidad de los alumnos para discriminar demostraciones de otros enunciados matemáticos. De los resultados se deduce que la mayoría de los alumnos no son capaces de distinguir una demostración de un ejemplo concreto de una demostración real. Se estudia por último la manera en que la redacción de los enunciados afecta a la manera en que los alumnos lo entienden. Se concluye que un mismo enunciado puede ser interpretado de múltiples maneras cambiando la redacción del mismo o simplemente utilizando los elementos del lenguaje de la lógica que más ambiguos resulten en el lenguaje natural.

La demostración en matemática : una aproximación epistemológica y didáctica.

Se explican los diferentes tipos de demostraciones y su efectividad en la docencia. Se expone la tendencia de los docentes en matemáticas al uso de demostraciones extrictamente formales. Se explica que la procedencia de dicha tendencia es la consideración de las demostraciones formales como las únicas realmente fiables en los entornos matemáticos. Se expone el contraste entre la forma de razonar de los alumnos y las explicaciones de los profesores. Dicho contraste consiste en los tipos de demostración entendidos como correctos por cada uno de ellos. Se explica que los alumnos entienden las demostraciones empíricas pero tienen muchos problemas para aceptar las demostraciones puramente abstractas y formales. Se propone, por lo tanto, cambiar el modelo de enseñanza hacia uno que contemple ambos tipos de demostración.

Sobre conjeturas y demostraciones en la enseñanza de las matemáticas.

Se realiza un ensayo sobre la importancia de las hipótesis e ideas intuitivas en la enseñanza de las demostraciones. Se explica el proceso demostrativo como un proceso de conjetura-demostración-refutación. Se expresa que la primera parte es la más intuitiva y basada en lanzar hipótesis a la vista del problema. Se expone que la segunda y la tercera son las de mayor carga de abstracción requiriendo demostrar o refutar leyes matemáticas utilizando la lógica. Se indica que la enseñanza se centra mucho en la parte de demostración-refutación. Se propone centrarla más en la conjetura-demostración por ser mucho más cercana al estudiante ya que éste tiene mucha más facilidad para plantear hipótesis a la vista del problema aunque no sepa razonar con precisión el motivo por el cual la ley es válida. Se explica que de esta manera se puede salvar el abismo inicial entre las habilidades demostrativas del alumno y la dificultad de las demostraciones formales. Se entiende que con la práctica el alumno irá aumentando su capacidad para realizar las tareas deductivas más abstractas. Se comentan varios experimentos realizados sobre alumnos de secundaria que corroboran dichas conclusiones.

Debate del seminario I : prueba y demostración : razonamiento matemático.

Se debate sobre la mejor manera de enseñar la demostración matemática a los alumnos de secundaria. Se plantea que no todos los alumnos son capaces de realizar demostraciones puramente formales. Se expone el interés de dar libertad a los alumnos de realizar demostraciones de distinto tipo de acuerdo a su forma de razonar. Se explica en último término que si bien una combinación de razonamientos puede ser útil a lo largo del proceso demostrativo, la fase de demostración en el sentido más estricto sí que ha de basarse en deducciones puras. Se expone la dificultad de los alumnos para discriminar los razonamientos inductivos que no tienen validez como demostración y que sólo deben de usarse para encontrar las hipótesis a formular y los deductivos que son los realmente válidos como demostración.

Un estudio cualitativo de corte interpretativo en el ámbito del pensamiento del profesor de secundaria.

Se realiza una investigación sobre la psicología del profesor de matemáticas. Se realiza utilizando métodos cualitativos e interpretativos. A diferencia de la mayor parte de las investigaciones, en esta no se realizan un gran número de pruebas o encuestas sobre un amplio número de sujetos. En lugar de eso se realiza un seguimiento muy dilatado en el tiempo de la labor y el pensamiento de los docentes. Se realizan entrevistas muy personalizadas y los investigadores tienen una presencia muy marcada en el aula. Se desarrolla también un nuevo proceso de investigación. El mismo consiste en una categorización según el modelo teórico seguida de una selección de unidades de formación para la investigación. Posteriormente se realizan sugerencias de reformas en la categorización que a partir de las cuales se ubican las unidades en las categorías. Dicha ubicación realimenta las propias sugerencias de reformas en la categorización. Este proceso se repite varias veces categorizando las unidades de acuerdo a diferentes criterios hasta llegar a un modelo mental definitivo del pensamiento del docente.

Estrategias de investigación cuando los marcos teóricos existentes no son útiles.

Se explica la existencia de alternativas para investigaciones en lo referente a los marcos teóricos. Se expone la posibilidad de utilizar el marco teórico de otro investigador o de crear uno propio. Se comentan ventajas y desventajas de ambas posibilidades. Se expresa la posibilidad de crear un marco teórico modificando uno existente con anterioridad. Se muestran dos ejemplos de investigaciones en las que ha sido necesaria la construcción o modificación de un marco teórico. En la primera se partía de un marco teórico en el que se entiende el progreso académico de los alumnos como una sucesión de 'niveles' de conocimiento. Una vez establecidos un grupo de 'niveles' o estadíos del aprendizaje para un temario concreto, se entiende que el alumno va pasando sucesivamente de uno a otro. Se entiende que para cada alumno los niveles son excluyentes y consecutivos. A lo largo de la investigación, se observa que hay alumnos que están en dos niveles consecutivos a la vez. Se modifica el marco teórico preexistente para incluir la posibilidad de la existencia de un estado 'de transición' entre niveles de aprendizaje. El segundo ejemplo muestra como pueden refundirse varios marcos teóricos en otro más completo. Se describe una investigación sobre los tipos de demostraciones matemáticas realizadas por los alumnos. Se explica en primer lugar un marco teórico preexistente que contempla varios tipos de demostraciones (basadas en ejemplos, deductivas, basadas en la comprensión del problema,...). Se explica la existencia de otro marco teórico igualmente rico que contempla la otro tipos de demostraciones. Por último, se genera un nuevo marco teórico que integra las demostraciones de ambos marcos.

Análisis de datos e investigación en didáctica de la matemática : una aproximación desde la teoría de situaciones.

Se trata la teoría de situaciones. El documento tiene dos partes. En la primera se explica de manera abstracta la Teoría de Situaciones y la manera en que el análisis de datos se le puede aplicar. En la segunda parte se muestra un ejemplo práctico de lo explicado. Se muestran para ello varias formas distintas en las que el análisis de datos puede servir a una investigación en didáctica de las matemáticas. Para llevar a cabo todo esto se aplican conceptos de la ingeniería didáctica y la Teoría de Situaciones.

Cuestiones metodológicas en la investigación educativa.

Se reflexiona sobre los métodos a seguir en las investigaciones en educación matemática. Se realiza una breve explicación de la estructura que debe tener el estudio teórico previo a una investigación. Se reflexiona sobre la importancia de definir bien el problema y los métodos a usar en la investigación. Se expone como ejemplo de investigación la de Vallecillos (1994). En dicha investigación se usó un método estadístico combinado con entrevistas semiestructuradas. El método estadístico arroja resultados muy útiles, mostrando los puntos flacos de la comprensión de la estadística en los estudiantes. Las entrevistas confirman posteriormente estos resultados. Se concluye que el método estadístico es muy útil para la investigación en didáctica de las matemáticas pero que debe de ser aplicado con sumo cuidado. Esto último se debe a que un método no sirve de nada sin una buena definición del problema, de las herramientas y de la interpretación a dar a los datos en una investigación.

Debate del seminario II : metodología.

Se presenta un seminario de exposición y debate de trabajos y metodologías de investigación. Durante el seminario se realizan la exposición y debate de cuatro investigaciones. Dichas investigaciones son 'Un estudio cualitativo de corte interpretativo en el ámbito del pensamiento del profesor de secundaria', 'Estrategias de investigación cuando los marcos teóricos existentes no son útiles', 'Análisis de datos e investigaciónen Didáctica de la Matemática. Una aproximación desde la teoría de situaciones' y 'Cuestiones metodológicas en la investigación educativa'. Posteriormente José Manuel Matos, en calidad de invitado, realizó una clasificación de las metodologías de acuerdo a varias categorías. Los ponentes expresan su postura respecto a la clasificación hecha y se desarrolla un debate sobre las metodologías de investigación en educación.

Enseñanza del número racional positivo en educación primaria : un estudio desde el modelo cociente.

Se describe una investigación sobre la enseñanza del número racional en primaria. Dicha investigación consiste en la elaboración de una propuesta didáctica nueva y específica del estudio. El trabajo se tiene como marco conceptual el Pensamiento Numérico. La metodología del trabajo es del tipo investigación-acción. Se realiza en dos etapas. En la primera se interviene en un aula de cuarto curso de primaria. La segunda, por contra, se desarrolla con escolares de quinto curso. Cada una de dichas etapas tiene tres fases. En la primera fase, la de planificación, se analiza la enseñanza actual de los números racionales y los problemas que presenta, y se diseña un plan de enseñanza alternativo. En la segunda fase, la de acción, se lleva a cabo el trabajo de aula de acuerdo a la propuesta didáctica desarrollada. Al final de dicha fase se realiza una prueba a los alumnos para evaluar su progreso. Por último, en la fase de observación se analizan todos los datos obtenidos y se compara el aprendizaje de los escolares respecto a la enseñanza tradicional.

Desarrollo del conocimiento did??ctico de los futuros profesores de matem??ticas : el caso de la estructura conceptual y los sistemas de representaci??n

Se realiza un estudio sobre el desarrollo del conocimiento did??ctico de los alumnos de ??ltimo curso de licenciatura en matem??ticas que tengan intenci??n de ser profesores de matem??ticas en el futuro. Se estudian especialmente sus nociones de estructura conceptual y sistemas de representaci??n. Para ello se analizan grabaciones de la asignatura de did??ctica de las matem??ticas de ??ltimo curso de Matem??ticas. Se pone ??nfasis en la dificultad de dise??ar din??micas de formaci??n que permitan a los alumnos apreciar sus carencias did??cticas. Esto se debe a que es complicado hacer ver a una persona que no tiene experiencia did??ctica que los alumnos a los que tendr?? que ense??ar en el futuro pueden tener problemas de aprendizaje que no le resulten evidentes. Se expone la necesidad de mejorar la comprensi??n del desarrollo del conocimiento did??ctico del futuro profesor para mejorar los programas de formaci??n inicial.

Análisis de significados personales e institucionales : el problema de su compatibilización.

Se analiza la corrección de utilidad de los ejemplos utilizados en los problemas matemáticos. El objetivo es comprender si los enunciados planteados en los libros de texto de matemáticas utilizan ejemplos que los alumnos comprendan y que les sirvan para aprender a abstraer correctamente los conceptos. Se analizan dichos enunciados en materia de divisivilidad en el ámbito de los enteros. Se analizan varios enunciados de problemas relativos al Máximo Común Divisor (MCD) y al Mínimo Común Múltiplo (mcm). Se analizan también las respuestas de los alumnos al resolver dichos problemas. Se comprueba que los ejemplos propuestos tienen un universo del discurso que no suele tener sentido para los estudiantes. Se observa que por este motivo los estudiantes no adquieren correctamente la capacidad de abstraer los enunciados y transformarlos en proposiciones matemáticas. Se observa que todo esto resulta mucho más evidente cuando tienen que enfrentarse a un problema real en vez de un problema matemático.

Diferentes enfoques para el estudio de algunas relaciones de inscripción y dualidad en el mundo de los poliedros regulares.

Se exponen varios métodos para la enseñanza de geometría a estudiantes de Magisterio. El estudio se centra en la inscripción de poliedros regulares en otros poliedros regulares. Para ello se evalúa la enseñanza mediante varios métodos distintos. El primer método se denomina 'constuir o generar formas'. Consiste en modelar un poliedro regular con plastilina y posteriormente generar un segundo poliedro regular añadiendo plastilina al modelo original. El segundo método se llama 'formas rígidas que se deforman'. Consiste en hacer que los alumnos observen la manera en que algunos poliedros regulares pueden descomponerse en otros poliedros regulares. El tercer método se denomina 'Características de los poliedros regulares. Búsqueda de relaciones'. Dicho método se basa en la búsqueda de inscripciones de poliedros regulares basada en el recuento de vértices, aristas y caras. A partir de una tabla con dichos datos, se proponen hipótesis sobre qué poliedros se pueden inscribir en otros poliedros.

Influencia del nivel escolar y el contexto en el conocimiento informal de conceptos inferenciales.

Se estudian los conceptos de estudiantes de secundaria sobre la inferencia estadística. Se propone una serie de cuestiones a alumnos de tercer curso de E.S.O. y de C.O.U. Se parte del supuesto de que los alumnos de E.S.O. no tienen conocimientos previos de inferencia estadística y los de C.O.U. sí. La cuestiones realizadas a los alumnos son de tipo cualitativo. Ejemplos de las preguntas realizadas podrían ser '¿Podemos inferir la proporción de cartas rojas de una baraja basándonos en la proporción de color en 20 de sus cartas?' ó 'Si queremos averiguar cuántas bolas de una bolsa (que contiene 100 bolas) son rojas y cuántas verdes, y sacamos 25 bolas de la bolsa, indica cuál es la muestra sobre la que estamos trabajando y cuál el conjunto de objetos'. Tras el estudio, se observa que los estudiantes cometen errores importantes al identificar los elementos de la inferencia estadística. Dicha observación se considera provisional en espera de un estudio más profundo.

Un estudio semiótico del razonamiento combinatorio en estudiantes universitarios.

Se estudia la manera en que un grupo de alumnos de Licentura de Matemáticas resuelven problemas. El estudio se centra en problemas de combinatoria. Se analiza los métodos usados para la resolución y se clasifican como ostensivos, extensivos, actuativos, intensivos, validativos o una mezcla de los anteriores. A lo largo del documento se detallan las respuestas dadas por cuatro de los alumnos a algunas de las cuestiones planteadas. Para finalizar, se analiza cuáles de esas respuestas se corresponden con cada una de las formas de resolución y la relación entre los métodos de resolución utilizados y la proporción de problemas bien resueltos en cada uno de los casos.