TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCIÓN CAPITULO I EL SISTEMA ALGEBRAICOCOMPUTARIZADO COMO HERRAMIENTA DIGITAL PARA MEJORAR EL APRENDIZAJE DEL ALGEBRA 1.1. Problematización 1.1.1. Selección del problema 1.1.2. Pregunta y objetivo de intervención 1.1.3. Justificación 1.2. Contextualización 1.2.1. La escuela 1.2.2. Condiciones del trabajo docente 1.2.3. Contextualización disciplinar INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I EL SISTEMA ALGEBRAICO COMPUTARIZADO COMO HERRAMIENTA DIGITAL PARA MEJORAR EL APRENDIZAJE DEL ALGEBRA 1.1. Problematización Tomando en cuenta que actualmente en la sociedad se vive una constante expansión del uso de herramientas tecnológicas en la vida diaria de los alumnos de todos los niveles, se hace necesario hacer uso de éstas en las aulas donde se enseña Matemáticas para alumnos de Educación Normalista, con la intención que obtengan más elementos para su desarrollo profesional y personal. 1.1.1. Selección del problema La presente propuesta de intervención se selecciona con base en el curso de Álgebra: su Aprendizaje y Enseñanza de la Reforma Curricular en Escuelas Normales 2012, el cual se utiliza en más de un 80 % del curso una herramienta digital llamada Sistema Algebraico Computarizado (SAC) ó Emulador, recomendado por Tenoch E. Cedillo, en su libro “desarrollo del pensamiento algebraico”, base del curso antes mencionado. En su gran mayoría los alumnos que emplean tecnologías nuevas como el SAC para resolver problemas algebraicos, tienen constantes dificultades para ingresar las ecuaciones y producir tablas y gráficas, por lo que recurren constantemente al apoyo de sus compañeros y de su maestro, retrasando el avance del curso a los estudiantes que se desenvuelven mejor en la resolución de este tipo de problemas. Aproximadamente en una estimación del trabajo por equipo y con base en la experiencia personal, unas dos terceras partes de los estudiantes son los que presentan dificultades en el uso de este instrumento, y por la gran cantidad de problemas a resolver durante el curso que asciende a 157 se hace necesario implementar estrategias para agilizar la resolución de problemas algebraicos y el avance en el programa del curso. 1.1.2. Pregunta y objetivo de intervención En base en los motivos antes expuestos, el tema seleccionado se basa en la pregunta que surge de ¿Cómo facilitar el uso del Sistema Algebraico Computarizado como herramienta digital para mejorar los aprendizajes en la resolución de problemas de algebra, en alumnos del segundo semestre de la licenciatura de educación primaria? Considerando la importancia que representa el curso de álgebra en la malla curricular de la Licenciatura en Educación Primaria como uno de los cursos con más créditos (6.75) y más horas a la semana (6), así como también se le agrega que en el 80% del curso mencionado se utiliza el SAC se plantean los siguientes objetivos. Objetivo general: Mejorar el aprendizaje del algebra usando el SAC como herramienta digital en alumnos normalistas. Objetivos específicos: Analizar qué factores dificultan el aprendizaje del álgebra utilizando el SAC para poder definir a que aspectos se le dará prioridad. Diseñar y aplicar estrategias con diferentes formas organizativas para valorar la resolución de las hojas de trabajo. 1.1.3. Justificación La experiencia en la impartición del curso de álgebra me ha demostrado que el aprendizaje no es significativo para un gran porcentaje de los alumnos que no tienen habilidades matemáticas, por lo que la propuesta planteada pretende definir cuál forma de organización ayudaría a mejorar a esos alumnos apoyados por sus propios compañeros que se les facilita el uso del SAC. Considerando el desarrollo tecnológico constante y presente en el actual sistema educativo, se hace necesario que el Profesor de Matemáticas se introduzca en el manejo de sistemas computarizados para enseñar su asignatura, tomando en cuenta a Cedillo (2012) menciona que “Investigadores de la comunidad internacional han demostrado, a través de sus proyectos, que tales pérdidas de habilidad se deben al uso restringido de la calculadora y a tareas exclusivamente de corte rutinario. Esa creencia desaparece cuando al profesor se le introduce en el uso de la tecnología en un contexto más rico que implica su uso en tareas no rutinarias, donde esa tecnología es un medio para el desarrollo de habilidades matemáticas más complejas que propician la construcción de un conocimiento más sólido”. Acerca de la edición reciente de materiales sobre el uso de la calculadora, la mayoría está dirigido a profesores de las carreras de ingeniería, por lo que la presente propuesta pretende reforzar la enseñanza del álgebra en alumnos normalistas y aportar ideas de organización más efectivas en el uso del SAC, de tal manera que lo consideren como recurso en su desempeño profesional. Las nuevas tecnologías han puesto en discusión la importancia de usar el lápiz y el papel, porque han contribuido con las Matemáticas para resolver problemas, por ejemplo: en una demostración de un problema las computadoras permiten al matemático revisar paso a paso el desarrollo de dicha demostración. En las hojas de trabajo que se manejan en el curso en cuestión le permiten al Profesor encontrar actividades articuladas para poner en práctica un enfoque alternativo para introducir el estudio del álgebra, en donde el estudiante encuentra muchas actividades que estimulan su curiosidad intelectual, a partir de su propio razonamiento, sin necesidad de recordar procedimientos. Antes de la existencia del SAC, o cualquier otra calculadora graficadora, el estudio de las funciones se postergaba hasta que los estudiantes hubieran tomado un curso de cálculo diferencial, actualmente se puede estudiar las funciones y sus aplicaciones en los primeros cursos de álgebra con ayuda de la herramienta. Cedillo (2012) encontró lo siguiente: El SAC ofrece ventajas para facilitar el aprendizaje a través de la visualización gráfica de las funciones, donde es posible identificar aspectos como su forma, orientación y cruces con los ejes coordenados, además de que se puede enfocar a algún concepto relevante como dominio, contradominio, asíntotas, transformaciones rígidas en el plano, ordenada al origen, ceros de una función, crecimientos máximo y mínimo, y puntos de inflexión. Este recurso permite que el usuario trabaje con las expresiones algebraicas como objetos activos, en el sentido de que no sólo es capaz de expresar algebraicamente el enunciado de un problema, sino también de hacer algo con esas expresiones y obtener retroalimentación inmediata de la máquina. Cedillo (2012) menciona que la posibilidad que brinda la calculadora para editar expresiones algebraicas va más allá de poder escribirlas, como suele hacerse en el ambiente del lápiz y el papel o en un pizarrón electrónico. El recurso relevante que ofrecen las calculadoras es que hacen posible usar las expresiones algebraicas; por ejemplo, obtener su valor numérico para un valor específico de la variable, o construir tablas y gráficas para exploraciones subsecuentes. Esto, además, proporciona una retroalimentación inmediata al usuario. Cuando un alumno usa el SAC permite abordar actividades creando estrategias no convencionales en las que siguen su propio razonamiento sin tener que acudir constantemente al profesor para recordar procedimientos convencionales aprendidos con anterioridad, incluso se centran en proponer soluciones. Cedillo (2012) menciona que un ejemplo relevante del aprendizaje a través del uso lo proporciona la forma en que se adquieren los elementos básicos del lenguaje natural. La lengua materna se aprende fundamentalmente a través de su uso, sin necesidad de conocer previamente aspectos gramaticales o reglas sintácticas. Las similitudes que se presentaron en ese estudio exploratorio entre el aprendizaje del álgebra y el del lenguaje natural, condujeron a la idea de proponer la enseñanza del álgebra como un código cuya función es comunicar ideas Matemáticas. “La calculadora, adecuadamente empleada, puede simular un microcosmos en el que el lenguaje que se habla es el de las matemáticas” (Cedillo, 2012), al mencionar esto el autor se refiere al oprimir la tecla para activar la calculadora, cualquier operación será a través de un código matemático, donde la máquina desempeña el papel de una comunidad que exige el uso del lenguaje de las Matemáticas. La calculadora permite el acceso individual a poderosos procesadores matemáticos, lo cual favorece que los estudiantes trabajen de manera más privada. El tamaño de la pantalla, aún en el caso de aquellas que son más grandes, hace que sea posible ver lo que está haciendo la máquina si quien la maneja lo permite. La privacidad que brinda la calculadora alienta a los estudiantes a explorar distintos acercamientos a la solución de un problema, a afinar sus planteamientos y hacer público su trabajo cuando así lo deciden. Contrario a lo que podría esperarse, la forma individual de trabajo que induce el uso de la calculadora no inhibe el trabajo colaborativo; la retroalimentación inmediata de la calculadora y la posibilidad de explorar soluciones siguiendo su propio razonamiento, da lugar a la producción de distintas y originales soluciones a un mismo problema, lo cual es un estímulo a compartir y discutir sus hallazgos con sus compañeros y con el profesor (Cedillo, 1996). Las actividades que se plantean en las hojas de trabajo son de tal manera que no haya una única forma de obtener o de expresar una solución, en esta situación el profesor debe estar dispuesto a entender formas de solución que antes no había concebido. En una investigación realizada por Cedillo que inicio en 1992 y culminó en el año 2001 sobre ambiente de enseñanza apoyado por el uso de la calculadora programable en la que participaron 100 maestros y 15,000 estudiantes, fue donde se determinó el uso del SAC en la Educación Normal y donde la calidad del aprendizaje que lograron los estudiantes durante este estudio proporciona evidencia empírica en favor de un acercamiento pragmático para una enseñanza del álgebra que ofrece una veta promisoria para explotar los recursos simbólicos que ofrece la calculadora. Santos, (2007) menciona que un principio fundamental, al considerar la resolución de problemas en el aprendizaje de las Matemáticas, es aceptar que la actividad de aprender no se reduce a un conjunto de reglas que pueden aplicarse en la solución de problemas: es una perspectiva en la que existe una conceptualización dinámica de las Matemáticas y en la cual es importante identificar elementos que ayuden a desarrollar y promover una disposición matemática en los estudiantes. En la actualidad ya no se pone en tela de juicio el uso de las calculadoras y computadoras para enseñar y aprender Matemáticas; antes bien lo que procede hoy es desarrollar proyectos donde se usen. En un principio las calculadoras aritméticas se incorporaron a las clases de Matemáticas; les siguieron las calculadoras científicas, después las calculadoras con capacidad gráfica, y por último las que tienen instalado el SAC. En un SAC se dispone de un ambiente para producir y manipular gráficas de funciones, y ofrece poderosos recursos para realizar todo tipo de operaciones numéricas y algebraicas. Estos tres aspectos son de suma importancia por su utilidad en el trabajo con los números, las ecuaciones y las funciones. Los SAC brindan también la posibilidad de almacenar y procesar una gran cantidad de datos a través de tablas, gráficas y ecuaciones, haciendo aún más asequibles los conceptos y procedimientos involucrados en el tratamiento de las funciones. En los últimos años, en el proceso de aprender Matemáticas se pone especial atención a las situaciones problemáticas que permiten al estudiante buscar respuestas y reflexionar en cuanto a formas de razonamiento. 1.2. CONTEXTUALIZACIÓN El hecho de impartir clases en una Escuela Normal implica una gran responsabilidad en lo que respecta a su preparación y a la adquisición de sus competencias en la resolución de problemas y en la planeación de sus clases, de aquí la importancia de considerar dos competencias del perfil de egreso que tienen que ver directamente con el uso de herramientas tecnológicas mencionadas en el programa del curso “Álgebra: su enseñanza y aprendizaje”, SEP (2012): Aplica estrategias de aprendizaje basadas en las tecnologías de la información y la comunicación de acuerdo con el nivel escolar de los alumnos. Utiliza medios tecnológicos y las fuentes de información disponibles para mantenerse actualizado respecto a las diversas áreas disciplinarias y campos formativos que intervienen en su trabajo docente. Otra competencia del curso menciona también el uso del SAC en la enseñanza del álgebra, SEP (2012). Diseña e implementa ambientes de aprendizaje que se apoyan en el uso de sistemas algebraicos computarizados y diversas fuentes de información. 1.2.1. La escuela La implementación de la propuesta de intervención se realiza en la Escuela Normal PROFESOR CARLOS A. CARRILLO con los alumnos que cursan el segundo semestre de la Licenciatura en Educación Primaria, los cuales llevan la asignatura denominada, “Álgebra: su aprendizaje y enseñanza” del plan 2012, considerado en la malla curricular en el trayecto formativo preparación para la enseñanza y el aprendizaje con 6 horas a la semana y 6.75 créditos asignados al curso, siendo uno de los que más aporta junto con el de “observación y análisis de la práctica docente”, de ahí la importancia por la que se requiere mejorar la utilización de las herramientas que se recomiendan. La escuela se encuentra ubicada en la Ciudad de Santa María del Oro, Durango, a una altura de 1700 m.s.n.m. con una población de 5,878 habitantes INEGI 82000) en el norte del estado, a 330 km de la Capital del Estado, Victoria de Durango, la institución tiene una población de 199 alumnos, 126 en la Licenciatura en Educación Primaria y 73 en la Licenciatura en Educación Preescolar. El grupo donde se aplica la propuesta tiene 27 alumnos, 12 hombres y 15 mujeres, todos con mayoría de edad, ventaja que se puede considerar por la responsabilidad con la que toman el aprendizaje Es importante considerar que la Normal de Santa María es la Institución de Educación Superior más antigua de la ciudad, fundada en 1977, otras instituciones de Educación Superior que existen son el Instituto Tecnológico Superior de Santa María del Oro (ITSSMO) y una extensión de la Universidad Juárez del Estado de Durango (UJED). 1.2.2. Condiciones del trabajo docente En el programa del curso “Álgebra: su enseñanza y aprendizaje” (2012) menciona que el uso de un sistema algebraico computarizado es un apoyo en el trabajo propuesto en esta unidad porque dispone de herramientas para operar y transformar expresiones algebraicas, así como un ambiente gráfico para visualizar la solución de ecuaciones. Esta tecnología no debe ser empleada como una caja negra que sólo produce resultados sin tener una explicación para ellos, sino como una caja con “tonos de grises y blancos”, en donde gradualmente se tiene mayor conciencia de los conceptos y procedimientos matemáticos involucrados para la obtención de los resultados de las operaciones algebraicas. Para desarrollar el curso antes mencionado se recomienda y se exhorta a utilizar un sistema algebraico computarizado como el que está instalado en calculadoras algebraicas. Es fundamental que el futuro profesor conozca el potencial que brindan estas herramientas, por ejemplo, los recursos que se ofrecen para ejecutar una gran cantidad de operaciones en corto tiempo y contar con un ambiente propicio para explorar y obtener retroalimentación inmediata para validar conjeturas. El uso adecuado de un sistema algebraico computarizado coadyuva a desarrollar el razonamiento matemático y un lenguaje que favorece la comunicación de ideas matemáticas en el salón de clases. Otro punto importante a favor de la Escuela es que cuenta con el equipo de computación de la sala interactiva para trabajar con el SAC y el programa instalado en 28 computadoras, por su parte los alumnos en un 80% cuentan con dicho programa en sus computadoras personales, además de pizarrón interactivo con cañón en el aula asignada al grupo y en la sala interactiva. Es necesario que se analicen a profundidad los problemas de enseñanza relacionados con el aprendizaje del álgebra considerando sus antecedentes en Educación Primaria, su tratamiento didáctico basado en los principios de la resolución de problemas y el uso eficaz y pertinente de los recursos tecnológicos. Se requiere que el futuro profesor esté consciente del reto que representa enfrentar un problema y las vicisitudes que conlleva llegar a una solución. El profesor debe tener presente que los estudiantes pueden producir distintas formas de encontrar la solución y que las estrategias fallidas son parte del proceso. El curso de álgebra (2012) está compuesto por tres unidades de aprendizaje y sus competencias de cada una incluyen el uso con sentido y significado del lenguaje algebraico para expresar generalizaciones al resolver problemas empleando diversos procedimientos, además del diseño y aplicación de estrategias didácticas que incluyan el SAC para abordar problemas que integren diferentes áreas de conocimiento que involucran contenidos algebraicos relacionados con los programas de estudio de educación primaria. 1.2.3. Contextualización disciplinar La etimología de la palabra matemática proviene del vocablo griego que significa “conocimiento” y del latín “mathematíca”. Se define como ciencia formal que, partiendo de axiomas siguiendo el razonamiento lógico, estudia las propiedades y relaciones entre entidades abstractas como, números, figuras geométricas o símbolos. Las matemáticas es objetiva porque se apoya en el razonamiento lógico y en sus estrategias como inferencia, demostración, comprobación y estimación que nos llevará a resultados comprobables y exactos. Hitt (2002) menciona: “Las nuevas teorías y la experimentación en educación matemática han puesto de manifiesto la importancia de realizar tareas de conversión de una representación a otra del concepto matemático en cuestión”. Por ejemplo una función convertirla a una representación como la algebraica a su correspondiente gráfica. Cedillo 2012 menciona: “Actualmente la calculadora es una herramienta muy utilizada por los profesores de matemáticas, y en los últimos años se ha observado que cada vez más profesores e investigadores mexicanos están desarrollando propuestas para el uso de esta herramienta”. El uso del SAC nos permite asignar un valor numérico a una literal y definir una expresión algebraica, a su vez esta expresión se puede graficar y tabular en forma muy eficiente y rápida aplicando el sistema, permitiéndonos visualizar y entender mejor el comportamiento individual de la gran variedad de funciones. Referencias bibliográficas SEP, DGESPE. (2012). Programa del curso de álgebra: su aprendizaje y enseñanza. México: Ediciones de la SEP. Cedillo, T. A. & Cruz, O. V. (2012). Desarrollo del pensamiento algebraico. México: PEARSON. Cedillo, T. A. & Cruz, O. V. (2012). Del sentido numérico al pensamiento prealgebraico. México: PEARSON. Santos, L. M. (2007). La resolución de problemas matemáticos, Fundamentos cognitivos. México: Trillas. Hitt, F. (2002). Funciones en contexto. México: PEARSON. Poyla, G. (1965). Como plantear y resolver problemas. México: Trillas