UNIVERSITAT AUTÓNOMA DE BARCELONA DEPARTAMENTO DE DIDÁCTICA DE LA MATEMATICA Y DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES PERCEPCIÓN DOCENTE SOBRE EL DESEMPEÑO EN MATEMÁTICAS DE ESTUDIANTES EN LA ETAPA DE TRANSICIÓN ENSEÑANZA MEDIA - UNIVERSIDAD TESIS PARA OPTAR AL GRADO ACADÉMICO DE MÁSTER TESISTA: ALEJANDRO ANDRÉS JARA SALAS PROFESOR GUÍA: LOURDES FIGUEIRAS OCAÑA BARCELONA, JUNIO 2009 El objeto de la educación es formar seres aptos para gobernarse a sí mismos, y no para ser gobernados por los demás. Spencer AGRADECIMIETOS A todo el plantel docente de la facultad de educación, por su activa participación en el desarrollo de las capacidades de sus estudiantes, y por su compromiso con las enseñanzas y experiencias propias que nos entregaron y nos ayudaron a mejorar como investigadores. Especial gratitud merece de mi parte, Lourdes Figueiras por sus continuas correcciones y acertados concejos que guiaron no solo el desarrollo de esta investigación, sino que también mi crecimiento como persona y profesional en el campo de la investigación. IDICE Tema Pag. A – Introducción 5 B – El problema 7 C – Objetivos 8 D – Marco Teórico 9 E – Marco Metodológico 21 E – Contexto 21 E – Tipo de investigación 22 E – Población y muestra 22 E – técnica de recolección de datos 23 E – Instrumentos de recogida de datos 23 E – Parte A: Instrumento de recogida de datos para matemáticas 23 E – Parte B: Instrumento de recogida de datos para metodologías de 32 enseñanza y aprendizaje E – Método del análisis de los datos 36 E – Decisiones de análisis 37 F – Análisis de los datos 39 G – Conclusiones 59 H – Bibliografía 66 INTRODUCCIÓN ITRODUCCIÓ La investigación que aquí se presenta es un estudio sobre la transición matemática desde la enseñanza media y la universidad en cuanto a temas de cálculo y álgebra se refiere y por tanto inmerso en un contexto especifico relativo a los últimos dos años de enseñanza media y que a su vez pertenezcan a al plan de matemáticas especificas (en estos cursos se dicta la introducción al cálculo y al álgebra superior, contenidos que no son considerados en los planes humanistas o biológicos). El presente estudio indaga las percepciones que docentes de ambos niveles tienen sobre las habilidades matemáticas que sus alumnos posean para resolver ejercicios o problemas que se encuentran en la frontera entre los últimos años de la educación media y el primer año en la universidad. De manera paralela al estudio de dichas percepciones, también se hace interesante estudiar la relación de dichas percepciones con la metodología que dicen usar en sus aulas. Dentro de los diversos estilos metodológicos, cabe destacar que el estilo de clase magistral sigue siendo predominante en la enseñanza superior, potenciando sobre todo el tecnicismo y mecanicismo sobre la reflexión y la comprensión de lo que se pretende enseñar, más sin embargo, la aparición de nuevas tecnologías y las demandas de la sociedad por formar profesionales competentes, cualificados, capaces de especializarse durante toda su vida profesional y de adaptarse a los cambios cada vez más frecuentes en la sociedad nos obliga a pensar que de una u otra forma este estilo de clase magistral, aunque dominante, está dando paso a nuevas formas de enseñanza es por ello que este trabajo también se enfoca dentro de lo que el contexto de la educación chilena permite (en cuanto a material de trabajo y nuevas tecnologías) a indagar sobre la importancia y el uso que, los docentes tanto de enseñanza media como de universidad, hacen de los nuevos recursos tecnológicos y de los materiales tradicionales (libros, diapositivas, etc.). Contrastar las percepciones de los docentes en torno al desempeño estudiantil con las metodologías de enseñanza y aprendizaje que cada profesor ha estratificado según su nivel de importancia en su práctica docente, es importante en el proceso de las diferentes 5 INTRODUCCIÓN conclusiones que se puedan extraer al finalizar la investigación. Esto se debe a que nuestra propia experiencia como docentes de educación media o secundaria y bachillerato, nos ha enseñado que en este período de la educación, en la actualidad, se da una mayor relevancia al uso de nuevas formas y estrategias de enseñanza así como nuevas formas de presentar la información, tal como usar el PowerPoint o el uso de software para inducir un pensamiento estructurado que permita a los estudiantes comprender de mejor manera la naturaleza de lo que se les enseña o salidas a terreno para estudiar o ejemplificar como las matemáticas forman parte del mundo real. Este trabajo no pretende ser un informe concluyente sobre metodologías más óptimas o metodologías contraproducentes, tampoco se busca especificar o detallar las habilidades matemáticas que realmente forman parte de los estudiantes, ya que trabaja en base a una pequeña muestra perteneciente a una población con características especificas; lo que se pretende es describir las habilidades matemáticas de alumnos de esta población y como algunas 6 EL PROBLEMA El problema Los alumnos de bachillerato, teóricamente se encuentran preparados para abordar estudios superiores. Esto significa, básicamente, que poseen los conocimientos llamados “prerequisitos”, las habilidades y las competencias que cada carrera universitaria necesita para iniciarse sin grandes dificultades. Lo anterior esta básicamente sustentado en el hecho que los currículos o planes de estudio de educación media) están elaborados para este propósito. Dentro de esta tema, cabe destacar las competencias (no como un aspecto a evaluar directamente sino que estudiar la relación entre problemas o etapas dentro de un problema elaborado a partir de ellas con las diferentes metodologías de enseñanza), ya que técnicamente ellas son las que definen las futuras evaluaciones a las que son sometidos(as) los(as) estudiantes de nuevo ingreso y también, como ya se ha mencionado, son las que definen mayoritariamente los programas de estudio mediante los cuales fueron preparados para desempeñarse de forma adecuada durante su permanencia en una universidad. En resumen, si cada estudiante que ha ingresado a una carrera universitaria, cuya línea más fuerte son las matemáticas, y bajo el supuesto de haber escogido una profesión que es acorde a sus habilidades más acentuadas, y que además ha sido preparado en términos de competencias matemáticas y con las metodologías de enseñanza y aprendizaje mas recomendadas y actuales, entonces: ¿existe alguna relación entre la forma en la que se enseña entre una etapa y la siguiente? Abordar esta problemática resulta interesante, pero para ello he de centrarme primeramente en un aspecto que me permita hacer un primer acercamiento a esta situación. El enfoque que deseo estudiar, es por tanto, la percepción que tienen los docentes de ambos niveles educativos en cuanto al desempeño de sus alumnos y a las formas en las que se desarrollan las clases, de modo que pueda comparar ambas etapas desde la perspectiva docente con la finalidad de obtener una orientación relativa a las metodologías de enseñanza y aprendizaje cuyo impacto es más notorio en esta ya mencionada percepción docente, es el mejor camino para comenzar esta indagación. 7 OBJETIVOS Objetivos Generales 1- Determinar las habilidades y competencias que los docentes universitarios creen que sus alumnos poseen al momento de ingresar a la universidad, y estimar en la medida de lo posible el grado en que estas habilidades y competencias efectivamente estén desarrolladas. 2- Determinar las metodologías de enseñanza y aprendizaje que según el profesorado tienen una mayor influencia o incidencia en la forma en la que los docentes de ambos niveles estiman el desempeño de sus estudiantes frente a determinados ejercicios de cálculo y álgebra. Objetivos específicos El segundo objetivo puede desglosarse en tres objetivos específicos según a los aspectos metodológicos a los que se refiere el docente, los cuales hacen referencia a los contenidos, a su propio rol y a los materiales usados. - Establecer las metodologías que los docentes dicen usar, en relación a los contenidos (por ejemplo, trabajar competencias, trabajar objetivos transversales), y que tienen mayor incidencia en su forma de ver el desempeño de los estudiantes frente a determinados problemas o ejercicios. - Establecer las metodologías que los docentes dicen usar, en relación a su propio rol en el aula (por ejemplo actuar como tutor y recurso, proponer problemas motivadores, dar mayor participación al estudiante) y que tienen un mayor impacto sobre la visión que tiene sobre el desempeño de sus estudiantes. Establecer los recursos usados por el docente según la influencia que tienen sobre su visión del estudiante en cuanto a su desempeño frente a diversos problemas 8 MARCO TEÓRICO Marco Teórico Es importante recordar que las competencias matemáticas constituyen una forma de caracterizar el proceso de enseñanza durante la educación media en Chile y en gran parte del mundo (secundaria y bachillerato en España). Por tanto, asumir una definición de competencias para el proceso de investigación no solo es natural sino que además es necesario. Definición de competencia matemática existe más de una, por tanto debemos escoger una que se ajuste a los objetivos previamente descritos. Dado la relevancia que toma PISA al momento de elaborar un plan de estudios para la enseñanza media en cualquiera de sus niveles, he optado por la definición que en ella se hace del término competencia Competencia: La forma como el individuo actúa al solucionar problemas, al enfrentar situaciones diversas, o interactuar con su entorno; la forma como éste utiliza sus conocimientos en una situación determinada por alguna disciplina, es lo que se denomina competencia. PISA define la alfabetización o competencia matemática de los escolares reiteradamente como “la capacidad individual para identificar y comprender el papel que desempeñan las matemáticas en el mundo, emitir juicios bien fundados, utilizar las matemáticas y comprometerse con ellas, y satisfacer las necesidades de la vida personal como ciudadano constructivo, comprometido y reflexivo”. De esta manera el estudio PISA es uno de los marcos que más ha usado el término competencia en su versión castellana, siendo por este motivo un referente habitual a la hora de caracterizar competencias matemáticas. En general, el estudio PISA distingue 8 competencias (las cuales forman la base para elaborar o escoger preguntas o etapas de resolución de estas en el cuestionario de matemáticas) y que son necesarias para buscar similitudes o diferencias entre las percepciones de docentes, tanto universitarios como de enseñanza media, ya que si bien es cierto que a diferencia de la educación media, en la universidad no se trabaja explícitamente con las competencias, 9 MARCO TEÓRICO también en cierto que estas yacen implícitamente insertas en los objetivos que se esperan conseguir. Las 8 competencias de PISA son: - Pensar y razonar. Plantear y reconocer preguntas; distinguir entre diferentes tipos de proposiciones matemáticas; entender y manipular el rango y los límites de ciertos conceptos matemáticos. - Argumentar. Saber qué es una prueba matemática y cómo se diferencia de otros tipos de razonamientos; poder seguir y evaluar cadenas de argumentos matemáticos de diferentes tipos; desarrollar procedimientos intuitivos y construir y expresar argumentos matemáticos. - Comunicar. Entender y hacerse entender en forma oral o escrita. - Modelar. Estudiar los procesos de modelización (identificar, reflexionar, analizar y plantear críticas a un modelo y sus procesos) - Plantear y resolver problemas. Plantear, formular, definir y resolver diferentes tipos de problemas matemáticos utilizando una variedad de métodos. - Representar. Traducir, interpretar y distinguir entre diferentes tipos de representaciones de objetos y situaciones matemáticas, y las interrelaciones entre ellas; escoger entre diferentes formas de representación, de acuerdo con la situación y el propósito particulares. - Utilizar lenguaje y operaciones simbólicas, formales y técnicas. Decodificar, interpretar y manipular el lenguaje formal y simbólico, entender su relación con el lenguaje natural, utilizar variables, resolver ecuaciones y realizar cálculos. - Utilizar ayudas y herramientas. Conocer, y ser capaz de utilizar diversas ayudas y herramientas (incluyendo las tecnologías de la información y las 10 MARCO TEÓRICO comunicaciones Tics) que facilitan la actividad matemática, y comprender las limitaciones de estas ayudas y herramientas. ha sido necesario tener presente estas ocho competencias al momento de elaborar instrumentos de recogida de datos referentes a manipulación de conocimientos y elementos matemáticos, ya que como se menciono, son una forma de establecer diferencias o similitudes, no entre las metodologías de enseñanza y aprendizaje de estos dos niveles educativos, sino sobre el impacto que ellas tienen sobre la percepción que los docentes poseen sobre el desempeño de sus estudiantes al enfrentar determinados problemas matemáticos. Características de las competencias Las competencias son las mismas en todos los grados pero varía su nivel de complejidad. No parten de una ciencia única, busca integrar la vida y la cotidianidad. Todas las competencias se pueden desarrollar. No todas las competencias se pueden desarrollar al máximo en un mismo individuo. Lo que las competencias pretenden es que los estudiantes sean buenos en algo. En matemáticas el uso apropiado del conocimiento logra evidenciarse en el momento en que el estudiante se enfrenta a situaciones problema, aquí manifiesta la significación de su proceso de aprendizaje en matemáticas, es decir, pone de manifiesto sus acciones de interpretar, argumentar y proponer, su saber-hacer en los problemas que pretende resolver, estas acciones no representan jerarquías o niveles, sino momentos distintos dentro de la significación que el estudiante genera al enfrentarse a actividades que forman parte de su saber matemático. Las competencias están ligadas estrechamente con los estudios realizados por Howard Gardner referido a las inteligencias múltiples, aquí se puede encontrar la inteligencia lógica matemática que se caracteriza por la capacidad del individuo para utilizar y apreciar relaciones abstractas, la sensibilidad para distinguir patrones lógicos o numéricos y el razonamiento constante. 11 MARCO TEÓRICO La interpretación hace referencia a las posibilidades del estudiante para dar sentido, desde lo matemático, a los diferentes problemas que surgen de una situación, consiste en identificar lo matematizable de una situación problema, a partir de lo que el estudiante ha construido como conocimiento matemático, y poderlo expresar como modelo matemático. En el momento en que el estudiante manifiesta las razones ante un problema, razones que van más allá de lo cotidiano se desarrolla una acción de argumentar donde se debe justificar el planteamiento de una solución o una estrategia particular desde las relaciones validadas dentro de la matemática. La acción de proponer se refiere a las situaciones que le posibilitan al estudiante formular de hipótesis, establecer conjeturas, encontrar deducciones posibles ante las situaciones propuestas. La proposición no se refiere directamente a las situaciones problema sino que es un consenso en que el estudiante pone a prueba diversas estrategias, en esta acción se pretende tener en cuenta las decisiones que el estudiante toma frente a la solución de un problema en y desde lo matemático. Analizar las ocho competencias contempladas en PISA, no desde la perspectiva de cómo se utilizan en el quehacer matemático que se da en el aula sino de cuanto influyen en la visión del profesorado sobre el desempeño de estudiantes en los diversos ejercicios prototipo que se proponen (desde problemas que requieran razonar o utilizar lenguaje matemático por ejemplo), para esto es necesario contemplar las dificultades que atraviesan los estudiantes en cuanto a contenidos o procedimientos matemáticos, así como también la percepción que tienen los docentes respecto al desenvolvimiento de sus alumnos al resolver los ejercicios. En primer lugar, desde el punto de vista de los docentes de ambos niveles educativos, basándonos en sus experiencias y percepciones de los estudiantes y su desempeño frente a diferentes problemas u ejercicios, requiere ciertamente justificar el hecho de que se considera válida dicha percepción, para ello citare autores que han trabajado o investigado el tema de “concepciones y creencias” además de hablar sobre las dificultades que enfrentan los alumnos en este período de transición educativa. 12 MARCO TEÓRICO Tanto las creencias como las concepciones son aspectos validos en el mundo de la docencia y una definición muy clara de ella es la que hacen Mar Moreno y Carmen Azcárate (2003) “Las creencias son conocimientos subjetivos, poco elaborados, generados a nivel particular por cada individuo para explicarse y justificar muchas de las decisiones y actuaciones personales y profesionales vividas. Las creencias no se fundamentan sobre la racionalidad, sino más bien sobre los sentimientos, las experiencias y la ausencia de conocimientos específicos del tema con el que se relacionan, lo que las hacen ser muy consistentes y duraderas para cada individuo.” Mar Moreno y Carmen Azcárate (2003) también hacen referencia a que “En el caso de los profesores de matemáticas de universidad, el conocimiento que tienen sobre el proceso de enseñanza y aprendizaje es fruto de la experiencia docente y del efecto de la socialización que les hace repetir los esquemas de aquellos profesores que les enseñaron en su época de estudiantes. Los docentes universitarios no suelen tener ninguna formación didáctica específica, a parte de la científica que les capacite para enseñar” por lo que conocer las metodologías de enseñanza puede sustentar la utilización que se hace del término “creencias” en mi investigación, aunque mi trabajo acuña este término no de manera explícita sino que en contexto en el que se desarrolla la recogida de datos. En cuanto a las concepciones, estas también son importantes ya que los datos que se estudien corresponderán a información desprendida de la experiencia profesional y personal de los docentes, a las imágenes que tengan de sus estudiantes, a sus preferencias en cuanto a metodologías de trabajo etc. Por ello cito la definición de concepción de Ponte, Thompson y Llinares citado en Moreno, Azcárate (2003): 13 MARCO TEÓRICO “Las concepciones son organizadores implícitos de los conceptos, de naturaleza esencialmente cognitiva y que incluyen creencias, significados, conceptos, proposiciones, reglas, imágenes mentales, preferencias, etc., que influyen en lo que se percibe y en los procesos de razonamiento que se realizan. El carácter subjetivo es menor en cuanto se apoyan sobre un sustrato filosófico que describe la naturaleza de los objetos matemáticos.” Tener en consideración tanto la forma en la que se basan las planificaciones de la enseñanza en chile (competencias matemáticas) y las creencias y concepciones que los profesores tienen es importante para poder asentar algunos de los problemas más comunes durante el primer año en la universidad por parte de los estudiantes. De estos problemas existe variada documentación de modo que me remitiré a hablar de aquellos cuya realidad es más próxima a los problemas típicos de los estudiantes durante el primer año en universidades Chilenas. Una de las dificultades más comunes, son las que traen aquellos conceptos o elementos matemáticos que están relacionados por su estructura y definición con otros elementos o definiciones. En cuanto a esto, Sonsoles Blázques, Tomás Ortega, Stella Gatica y Julio Benegas (2006) hacen referencia a entrevistas realizadas a alumnos y se muestra como a largo de esta afloraban las dificultades asociadas a la semántica del estatus conceptual y a los procesos del pensamiento matemático que “se ponen de manifiesto en la naturaleza lógica de las matemáticas y en las rupturas que se dan necesariamente con los modos del pensamiento matemático”. En primer lugar, si ya es conflictiva la interpretación de la función valor absoluto y hay dificultades semánticas del estatus conceptual, al asociarla con las desigualdades implícitas en la conceptualización, el problema resulta aun mayor y surgen las rupturas que se detectaron en las entrevistas. Ahora si extrapolamos esta dificultad al estudio de límites, nos encontramos con un problema aun mayor al momento de realizar las demostraciones de limites siguiendo la definición formal, la que incluye tanto el valor absoluto, como las desigualdades y otros conocimientos y contenidos que no hacen más que agrandar la confusión. En segundo lugar la traducción de estas 14 MARCO TEÓRICO desigualdades simbólicas a los intervalos asociados y su correspondiente expresión verbal son dificultades añadidas, de ahí que vuelvan a producirse nuevas rupturas en los modos del pensamiento matemático. Estos hechos, mirados desde la perspectiva directa de los estudiantes, ya sea de encuestas o de estudios sobre el desempeño que muestran en las evaluaciones a las que son sometidos, es una forma de estudiar la madurez del pensamiento matemático de los alumnos cuando ingresan a una universidad. Además, debido a esta supuesta madurez del estudiante, en el transición de la enseñanza media a la universidad se produce un cambio drástico en la forma en la que se enseña; se pasa de una matemática "mostrativa" a una matemática "demostrativa", se pasa de una fuerte preponderancia de los "problemas por resolver" a una importante presencia de los "problemas por demostrar" en la universidad, el estudiante pasa de ser un alumno con escasa autonomía, a ser un estudiante (co)responsable de su proceso de estudio". Tratar en la medida de lo posible de indagar sobre estas cuestiones, desde las percepciones de los docentes, quienes son los reales actores en este proceso de transición, con la finalidad de encontrar concordancias o discordancias, se vuelve un hecho necesario, debido a que son ellos los que pueden aportar datos relativos a las dificultades que enfrentan los estudiantes cuando ingresan a la universidad. Para poder indagar sobre las dificultades que enfrentan los estudiantes en el primer año de permanencia académica en una universidad, hace necesario referirnos a algunos problemas que permitan escoger, diseñar o ajustar problemas y ejercicios matemáticos que hagan posible el obtener datos que nos informen o sugieran sobre dificultades y factores que influyen en ellas. Dentro de los estudios que se han realizado, destacan los problemas relativos al análisis matemático, y más aun si tenemos en consideración que, en Chile, el tema del análisis matemático no es una unidad tratada fuertemente sino hasta que el alumno ingresa a la universidad, esto sin lugar a dudas acarrea problemas cuando el estudiante se ve enfrentado a nuevas situaciones, tales como las demostraciones formales, que durante la educación media se ven solo desde el punto de vista memorístico. 15 MARCO TEÓRICO En relación a lo anterior, Ángel Contreras de la Fuente (2001), se refiere a que los alumnos se enfrentan al análisis matemático sin una preparación previa de carácter experimental, con lo que han de asimilar al mismo tiempo los fenómenos asociados a la aparición del infinito y de los límites, las teorías formales que los expresan y desarrollan matemáticamente. Juidías Barroso y Rodríguez Ortiz (2005), basándose en Freudenthal, sostienen que los alumnos que se inician en Análisis Matemático se apoyan sobre objetos mentales, nociones que recurren a lo cotidiano y que le sirven mal que bien para organizar e interpretar los fenómenos relativos al infinito ya esbozar sus primeros razonamientos. De modo similar, Fernando Hitt (2003) asegura que uno de los problemas es el aprendizaje del concepto de función. El problema que tienen los estudiantes y algunos profesores de enseñanza media para desarrollar un entendimiento profundo del concepto de función, es que generalmente, tanto los estudiantes como algunos profesores, se restringen a una manipulación algebraica relativa al concepto que produce una limitación en su comprensión. En general, las tareas de conectar las diferentes representaciones de un concepto, no es considerada por muchos profesores como algo fundamental en la construcción del conocimiento matemático y, en lo particular, las tareas de conversión son minimizadas por parte de los profesores en relación al concepto de función. Nuestro punto es que las tareas de conversión promoverían un mejor entendimiento de las funciones y permitirían también el desarrollo de procesos de visualización. Además de los problemas propios de cursos como el cálculo y el álgebra, también se deben considerar factores socioculturales pues al centramos en la matemática como una producción social, términos como "uso" y "contexto" adquieren una gran importancia y, como señala Ángel Contreras de la Fuente "nos conduce a observar que la adquisición de cualquier conocimiento matemático presupone la adquisición de unos significados lingüísticos que dependen del contexto social en que se utilicen". Es decir, se estima la semiótica como parte básica en los análisis didácticos, pero en su rama de la pragmática relación existente entre los signos y los sujetos que los usan; es decir, es el estudio de las significaciones que "Al considerar la pragmática de los sistemas de representación, es decir, el significado en un contexto de uso, el conocimiento matemático pasa de ser una entidad 16 MARCO TEÓRICO con una existencia intemporal a ser un producto histórico. Eso hace que algunos de los diferentes contextos históricos que han dado sentido al concepto, pueden ser adaptados para utilizarlos en las clases." (Contreras, 2001) Otro aspecto muy importante a considerar, cuando hablamos de matemáticas, es el relativo a algunos factores que influyen en procesos como la resolución de problemas, dentro de este ámbito destaca lo que comúnmente llamamos conocimiento base o conocimiento previo, que, según el trabajo de Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz (2005), engloba tanto los conocimientos previos que posea el individuo, como el acceso que tiene a ellos y como los utiliza. Desde esta perspectiva, es claro que se ha de tener en consideración, al realizar un estudio como el que se realiza en este trabajo, que dentro es importante conocer la relevancia que los docentes dan a estos conocimientos base. En los conocimientos de base se incluyen los conocimientos formales e informales sobre hechos, definiciones y procedimientos matemáticos. Todos ellos juegan un papel crucial en la fase de representación del problema, pero no sólo intervienen en esta fase. Esto, al menos, es lo que enuncian Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz (2005) quienes asocian distintos tipos de conocimientos con cada una de las fases de la resolución de problemas. En concreto, en la fase de identificación y definición del problema se encontrarían implicados (estos problemas, serán comparados con los resultados del análisis de los datos, según las relaciones que se determinen entre diversas metodológicas y su impacto en la visión de determinados resultados que los profesores tienen sobre sus estudiantes): - el conocimiento lingüístico o conocimiento del idioma en que está expresado el enunciado; - el conocimiento semántico o conocimiento sobre los hechos del mundo representados en las palabras del enunciado y; - el conocimiento esquemático o conocimiento del tipo de problema al que pertenece el enunciado. Este conocimiento no sólo interviene en la comprensión del problema, sino que facilita su solución al proporcionar pistas para la actuación ante el problema 17 MARCO TEÓRICO Dentro de la dimensión del conocimiento base, nos encontramos con algunas dificultades que enfrentan los estudiantes, tal y como se mencionan a continuación: 1- El alumno traduce literalmente el enunciado y sigue el orden en que están expresadas las frases contenidas en el mismo (Pérez, 1987, citado en Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz, 2005) 2- El alumno ha comprendido el enunciado pero se equivoca a la hora de elegir las operaciones a aplicar porque ha seleccionado dichas operaciones a partir de un análisis superficial del enunciado , (Simon, 1978, citado en Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz, 2005) 3- El alumno no sabe cuándo aplicar los conocimientos que posee, como consecuencia de cómo los aprendió, o generaliza de manera incorrecta los procedimientos que ya domina (Enright y Choate, 1993 ,citado en Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz, 2005) 4- El alumno no es capaz de agrupar los problemas matemáticos en función de su estructura profunda (lo que le facilitaría la generalización de las estrategias de resolución), al carecer de los esquemas cognitivos adecuados. En su lugar, agrupa los problemas en función de su estructura superficial (contenido, tipo de pregunta, etc.) (Garofalo y Lester, 1985, citado en Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz, 2005) 5- El alumno no utiliza los conocimientos que posee a la hora de interpretar las respuestas que da a las situaciones problemáticas, por ejemplo, cuando obtiene que la altura de un trampolín es de 1.325 metros y no se da cuenta de que debe haber cometido un error (Macnab y Cummine, 1992, citado en Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz, 2005) 6- El alumno domina unos determinados recursos matemáticos pero sólo los emplea en problemas que los demandan explícitamente. Realmente no es capaz de apreciar la utilidad de dichos recursos ni sabe aplicarlos fuera del marco escolar (Schoenfeld, 1992, citado en Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz, 2005) 18 MARCO TEÓRICO 7- El alumno tiene dificultades relativas a su conocimiento del procedimiento, es decir, conocimiento de cómo ejecutar una secuencia de operaciones (Mayer, 1991, citado en Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz, 2005), tales como dividir números decimales, o como multiplicar un entero y un decimal. En ocasiones se producen interferencias entre los procedimientos adquiridos previamente y los nuevos procedimientos que se aprenden, por ejemplo, cuando al alumno que sabía sumar decimales se le enseña a multiplicarlos, tras el nuevo aprendizaje separa en la suma total tantos decimales como tienen los sumandos (Callejo, 1978, citado en Jerónimo Judías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz, 2005) En las conclusiones adelanto que tendrán especial significación las dificultades 3 y 6. De estas ocho dificultades nombradas, es interesante conocer, siempre hablando desde la percepción docente, cuales tienen un mayor impacto en los resultados académicos, y cuál es la relación que se les otorga a las diversas metodologías que los docentes usan en las aulas. Conocer estas relaciones, producto de lo que los docentes piensan, abre variadas puertas hacia estudios más detallados y profundos sobre estos problemas que atraviesan los estudiantes (lo que se verá en el apartado de conclusiones). Finalmente, un último punto importante a enunciar, y que define en parte el estilo en el que se trabaja la recolección de datos en este trabajo es que en la fase de planificación de la solución intervendría el conocimiento estratégico o conocimiento de las técnicas generales de resolución de problemas, también denominadas heurísticos. En la fase de ejecución del plan participaría el conocimiento «procedimental» o conocimiento sobre cómo ejecutar una secuencia de operaciones, como por ejemplo, sumar quebrados y el denominado conocimiento condicional, que se refiere a aquel conocimiento que permite al alumno seleccionar y aplicar las estrategias apropiadas y ajustar su conducta a las demandas cambiantes de la tarea. Sería un conocimiento estratégico, dependiente de la tarea y del contexto en que ésta se realiza. Esto ha sido tomado en concideracion para elaborar las etapas de resolución en la que se han dividido los problemas del cuestionario 19 MARCO TEÓRICO de matemática, permitirá tener una visión global sobre algunos aspectos procedimentales que son considerados como potencialidades o debilidades por parte del alumnado desde el punto de vista docente. 20 MARCO METODOLÓGICO MARCO METODOLÓGICO Contexto Primero que nada, recordar que en Chile la educación, cuando se llega a los últimos dos años de enseñanza obligatoria, se divide en sectores o especialidades, aunque dependiendo del colegio, la visión y misión de estos, estas divisiones reciben distintos nombres. La clasificación más común hasta hace algunos años era la correspondiente a la especialidad que cada alumno escogía, estas especialidades o modalidades eran: Matemáticas, Biología y humanidades, cada una de ellas aumenta el número de horas lectivas de su especialidad y resta horas de las asignaturas correspondientes a las otras especialidades. La investigación se enmarca en el currículo educacional Chileno de enseñanza media, correspondiente a matemáticas específicas de tercer y cuarto año medio (bachillerato en España). En este periodo de enseñanza la gran mayoría de los profesores introduce a los alumnos al cálculo y álgebra con el propósito de que sus alumnos tengan un mejor desempeño en la Universidad, en este punto es importante tener presente que, por un lado el docente de enseñanza media conoce la dificultad de la matemática superior debido a que el mismo ha pasado por la universidad y que análogamente el docente universitario conoce (en teoría) el nivel de la enseñanza media dado que el al igual que cualquier profesional ha pasado por esa etapa, aunque claro, se supone que los tiempos han cambiado y que en la actualidad la enseñanza ya no es conductista sino constructivista, pero no es un secreto para nadie que solo los docentes más jóvenes optan por esta modalidad de enseñanza que cada vez gana más terreno. La mayoría de los participantes en la investigación lo hacen de forma totalmente anónima, además de ser profesionales que poseen de dos a cinco años de experiencia docente en el caso de los profesores de enseñanza media (de este grupo la mayoría conocidos míos, se encargan generalmente de preparar alumnos para las olimpiadas matemáticas que diversas universidades realizan cada cierto tiempo). En el caso de los profesores universitarios, el mayor porcentaje de estos son docentes con más de 20 años de servicio y que llevan toda una vida impartiendo las asignaturas de cálculo y álgebra, aunque también, en menor 21 MARCO METODOLÓGICO porcentaje, hay docentes con dos o tres años de servicio que también decidieron participar en esta investigación. Tipo de investigación Esta investigación incluye a lo menos, y en diferentes niveles de profundidad, dos tipos de rasgos de investigación cuantitativa: Comparativa: en cuanto se intenta comparar las percepciones sobre el desempeño de los estudiantes, en las distintas categorías definidas para cada problema o ejercicio matemático de la primera encuesta, por parte de los docentes de enseñanza media y de los docentes universitarios. Además de comparar en la media de lo posible las metodologías de enseñanza y aprendizaje que los docentes de ambos niveles utilizan y analizar posteriormente la incidencia que tienen sobre los resultados que los docentes creen que sus alumnos tendrían al abordar un problema dado. Correlacional: En cuanto a que se buscan relaciones entre las metodologías de enseñanza y aprendizaje y las diversas percepciones que los profesores tienen sobre el desempeño de sus estudiantes frente a los distintos contenidos y procesos necesarios para resolver un problema y que corresponden a cada uno de las actividades u ejercicios planteados en la encuesta sobre matemáticas. Población y muestra La población en estudio es el profesorado chileno, correspondiente a dos etapas distintas pero consecutivas de educación, a saber, los docentes del área de matemáticas de enseñanza media (de los últimos dos años, lo que en España se conoce como bachillerato) y los docentes matemáticos universitarios (que impartan cálculo y álgebra en primer año). Se escogió una muestra heterogénea de participantes (distintos centros de enseñanza media y distintas universidades). El tamaño de la muestra es de 40 personas, 20 correspondientes a docentes de enseñanza media y 20 correspondientes a docentes universitarios. 22 MARCO METODOLÓGICO Técnica de recolección de datos De las diferentes técnicas que existen para recolectar datos, se ha determinado que la que mejor se adapta a las características, no solo de la investigación sino que también de la accesibilidad a los voluntarios que desean participar en ella, debe realizarse por medio de cuestionarios, de los cuales se han elaborado dos tipos diferentes. El primero de ellos recoge información sobre la percepción de los docentes de estos dos niveles educativos en cuanto al desempeño de sus estudiantes en diferentes preguntas relacionadas al cálculo y al álgebra. Un segundo tipo de cuestionario usado fue diseñado para recoger información relativa a la metodología de enseñanza de los profesores de ambos niveles, de modo que esta información pueda contrastarse o relacionarse de alguna manera con los datos recogidos por el primer tipo de cuestionario. Instrumentos de recogida de datos Para el propósito de recolectar datos se han diseñado dos tipos diferentes de cuestionarios. Un primer tipo de instrumento corresponde a un cuestionario de matemáticas compuesto por 7 problemas o ejercicios, en el cual se le pide a los docentes de ambos niveles que, en base a su experiencia y percepción, establezcan en una escala de cero a dos cual sería el desempeño promedio de sus estudiantes en cada una de las categorías en las que se divide el desarrollo de los problemas o ejercicios planteados. - El valor cero indica que el alumno no sabe que debe utilizar un determinado contenido o un determinado proceso. - El valor uno indica que el alumno sabe que debe utilizar un determinado contenido o un determinado proceso, pero que lo hace mal. 23 MARCO METODOLÓGICO - El valor dos indica que el alumno sabe que debe utilizar un determinado contenido o un determinado proceso, y que lo hace bien. Siempre es bueno recordar que estos valores son asignados por los docentes según su experiencia y percepción. Además, las preguntas de este cuestionario fueron escogidas del foro fmat.cl, un foro abierto a todo aquel que desee participar, este foro pertenece a la Universidad de Concepción y provee a los interesados de ejercicios utilizados en olimpiadas matemáticas, o ejercicios utilizados en la preparación de estudiantes para dichas olimpiadas. El análisis que se ha llevado a cabo viene determinado por estas categorías que, en realidad, definen las etapas más importantes en el desarrollo de los diversos problemas que se plantean, además de estar elaboradas a partir de las diferentes competencias matemáticas que estos problemas o ejercicios pudiesen comprender. Estas categorías, en general, no son otra cosa que contenidos y procesos necesarios para dar solución a las actividades dadas. Además, cada uno de estos contenidos o procesos está pensado de modo que más adelante pueda ser posible establecer relaciones con las metodologías de enseñanza y aprendizaje para que de esta manera se intente determinar la incidencia (negativa o positiva) de dichas metodologías en la percepción que los docentes de cada grupo tienen sobre el desempeño de sus alumnos. El segundo tipo de instrumento está conformado por cuatro cuestionarios dedicados o elaborados para recoger datos sobre las metodologías de enseñanza y aprendizaje que para los profesores es más importante o bien son las más frecuentes en cuanto a su implementación. Dentro de estos cuestionarios se recolectan datos, por ejemplo, sobre la importancia que adquiere la participación de los alumnos en las actividades, o la importancia que se le da al contexto del cual provienen los estudiantes, o a los conocimientos previos, incluso a la relevancia que tiene la utilización de textos de estudio o guías de ejercicios y al papel que juega el profesor como un tutor o mediador entre lo que se enseña y el estudiante. También se obtienen datos sobre la frecuencia con la que se utilizan elementos tecnológicos (Software matemáticos). 24 MARCO METODOLÓGICO Para estos tipos de cuestionarios se les pide a los profesores que evalúen la importancia que adquieren ciertas metodologías de enseñanza y aprendizaje para su labor docente, así como también se les pide que evalúen la frecuencia con la que recurren al uso software matemático o presentaciones en PowerPoint. Para ello se utiliza un cuestionario tipo Likert con una escala de uno a cinco. Para los cuestionarios sobre la importancia que adquieren las metodologías de enseñanza y aprendizaje la escala se divide de la siguiente manera, los apartados toman el valor: - Uno, cuando se considera que dicho método de enseñanza y aprendizaje es irrelevante. - Dos, cuando se considera que dicho método de enseñanza y aprendizaje no es importante. - Tres, cuando se considera que dicho método de enseñanza y aprendizaje es poco importante. - Cuatro, cuando se considera que dicho método de enseñanza es importante. - Cinco, cuando se considera que dicho método de enseñanza es muy importante. El cuarto cuestionario, que recolecta información sobre la frecuencia en cuanto al uso de recursos tic, posee una escala descrita de la siguiente manera: - Uno, cuando determinado recurso no se usa nunca. - Dos, cuando determinado recurso se utiliza rara vez. - Tres, cuando determinado recurso se utiliza frecuentemente. - Cuatro, cuando determinado recurso se utiliza casi siempre. - Cinco, cuando determinado recurso se utiliza siempre. Estos cuestionarios relativos a metodologías de enseñanza y aprendizaje que fueron ajustados a esta investigación pertenecen a Gonzalo Villarreal (2009) 25 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO Estos cuatro cuestionarios, tienen la finalidad de responder no solo a cuestiones metodológicas, sino que también a buscar relaciones entre los distintos apartados que conforman cada uno de estos cuestionarios con los diferentes resultados que los docentes de ambos niveles pronostican en cuanto al desempeño de sus estudiantes, es decir, buscar relaciones que impliquen en cierto grado una incidencia ya sea positiva o negativa en la forma en la que los docentes ven a sus alumnos. A continuación se adjuntan los instrumentos de recogida de datos. 26 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO PARTE A 1- Una empresa debe tasar una propiedad delimitada por cuatro estacas. Personal de la empresa inicia las mediciones desde la estaca A. En dirección 60 se encuentra la estaca B, a una distancia de 5 kilómetros. Desde la estaca B a la C, ubicada en dirección 45 , se establece que hay una distancia exacta de 2√3 kilómetros. La estaca D se encuentra en línea recta 1 kilómetro al sur de la estaca C. En ese momento se desata una tormenta y se debe huir del lugar, sin poder tomar más mediciones. Determine los siguientes datos que requiere la empresa: a) El perímetro del terreno. b) El precio total del terreno, si cada kilómetro cuadrado está tasado en 200 mil pesos. Contenidos y procesos A Hacer uso correcto de las coordenadas del problema para ubicar los puntos según la forma en la que se p desea representar el problema (coordenadas rectangulares por ejemplo) a Determinar una estrategia para calcular la distancia faltante (según el nivel del alumno, por ejemplo, se r podría usar trigonometría) t Operatoria básica del problema (sumas, restas, calculo de funciones trigonométricas en ángulos a específicos por ejemplo) 0-2 d o Determinar el perímetro del terreno a) A p a r t Determinar el área del terreno a d o b) 27 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO 2- Sean los siguientes polinomios en IR = 3 − 4 + 16 − 18 y = − 2 + 4 − 21 a) Factorice d(x) en IR b) Descomponga en suma de fracciones parciales 0-2 Contenidos y procesos A Determinar mediante alguna estrategia que x=3 es la única raíz entera p a Determinar que las otras raíces son complejas r t a Usar método de ruffini para factorizar el polinomio d(x) d o a) A p a Responder el problema inicial Usar la factorización del apartado anterior Reconocer la estructura de la suma de fracciones parciales que corresponde a este caso r Reemplazar la variable x por valores arbitrarios que faciliten el determinar las ecuaciones que permitan encontrar los t valores de las constantes de las fracciones parciales a Resolver el sistema de ecuaciones determinado al asignar valores a “x” y encontrar los valores de las constantes de las d fracciones parciales. o Escribir la suma de fracciones parciales pedida b) 3- Resuelva las siguientes ecuaciones a) log /" + 2 − log b) # − 2# $ = 1 /" − 1 + 1 = 0 Contenidos y procesos A 0-2 Conocer y usar la definición (logb (a)=x, es decir bx=a) y las propiedades de los logaritmos p a Usar las potencias negativas r t Construir una ecuación lineal a partir de la forma bx=a a d Resolver la ecuación resultante o 28 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO Responder el problema inicial a) A Multiplicar ambos lados de la igualdad por ex para eliminar el exponente negativo p Usar cambio de variable para transformar la expresión en una ecuación de segundo grado (# = % a r t Resolver la ecuación de segundo grado a d Volver a la variable original o Dar respuesta a la ecuación inicial b) 4- Sea & = ( . Demostrar usando la definición de limite que: $' lim & = −1 → 0-2 Contenidos y procesos Escribir la definición de limite Usar correctamente el lenguaje matemático Realizar correctamente las acotaciones Trabajar adecuadamente los valores absolutos implicados y las desigualdades correspondientes Asignar valores a delta para determinar épsilon (de ser necesario) Concluir que efectivamente el límite es -1 5- Un depósito cónico sin tapa debe tener un volumen fijo , = 8- √ ./ . ¿Cuáles deben ser las dimensiones del cono para que se requiera la menor cantidad de material en su fabricación? Ind: Un cono de altura h y radio r tiene volumen y área dados por: , = -0 ℎ Y 2 = -0√0 + ℎ 29 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO 0-2 Contenidos y procesos Saber que el problema requiere de derivadas Usar v0 correctamente (es decir, usarlo para despejar h en términos de r ó bien r en términos de h) Remplazar h en términos de r ó r en términos de h en A Saber derivar el producto de dos funciones Determinar la derivada de A Saber derivar la función raíz cuadrada Determinar puntos críticos Determinar extremos relativos (mínimos) Dar respuesta al problema 6- Sea 3 = 4 $ ≠3, determine a) Dominio y recorrido de g(x) b) ¿Es g biyectiva? En caso contrario haga las restricciones necesarias para que lo sea y defina g-1. c) Intervalos de crecimiento de g y de extremos relativos d) Intervalos de concavidad de su gráfico e) Esbozo del gráfico de g Contenidos y procesos 0-2 Determinar dominio Determinar de recorrido Determinar inyectividad Determinar sobreyectividad Concluir sobre la biyectividad Definir función inversa de g Determinar puntos críticos Determinar puntos de inflexión Determinar intervalos de crecimiento y decrecimiento 30 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO Determinar concavidades Concluir sobre extremos relativos usando el principio de la primera o segunda derivada Construir el grafico de g 7- Sea &: 89 → 89 definida por: =1 + 2 sin @3- A , ≤ 1 ; 2 F & = D 1 − − 1 √2 < , >1 ; : 1 − √2 − 1 Calcular el valor de la constante A para que la función & sea continua en x=1 (sin calculadora) 0-2 Contenidos y procesos Saber que debe determinar limites laterales en x=1 Dominio del concepto de continuidad en funciones definidas por tramos operaciones básicas (sumas, restas, divisiones) Usar regla de l’hopital para calcular el limite por la derecha cuando x tiende a 1 Conocer o determinar el valor de sin G I H Determinar el valor de A cuando a ya ha determinado el valor de los limites laterales 31 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO Parte B Bloque 1: Grado de importancia de los siguientes aspectos, respecto al sentido que tiene para el profesor, durante el desarrollo de la clase. Opciones: 5-Muy Importante 4- Importante 3- Poco Importante 2- Sin Importancia 1- Irrelevante 1 2 3 4 5 Trabajar los contenidos en forma más contextualizada y cercana a la vida real Trabajar objetivos transversales Trabajar competencia matemáticas Desarrollar nuevas habilidades en los alumnos Desarrollar en los alumnos habilidades y conocimientos para interpretar y resolver un problema Presentar a los estudiantes una técnica y practicar mediante ejercicios de aplicación directa hasta que la dominen. Integrar los contenidos del currículo de matemática Integrar diferentes áreas de distintas disciplinas Reconstruir, desde la perspectiva de los problemas recreativos, demostrando que la "matemáticas puede ser divertida" Proporcionar motivación específica para los temas expuestos Adaptar la enseñanza a los ritmos de trabajo de los estudiantes y a los distintos tipos de aprendizaje Tener espacios de discusión de lo aprendido por los estudiantes y como estos han utilizado los recursos Evaluar aprendizajes o determinados logros Justificar la enseñanza de las matemáticas Cumplir con los planes y programas vigentes 32 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO Bloque 2: Nivel de importancia de los siguientes aspectos del rol como docente, al utilizar una estrategia de resolución de problema Opciones: 5-Muy Importante 4- Importante 3- Poco Importante 2- Sin Importancia 1- Irrelevante 1 2 3 4 5 Generar estrategias con mayor interacción y participación del estudiante Generar situaciones de aprendizaje más motivadoras Generar situaciones de aprendizaje más colaborativas Considerar el contexto y experiencias previas de los estudiantes Formalizar y presentar estrategias para que sus estudiantes puedan “aprender a aprender” Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del tema tratado Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo en resolución de problemas Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo individual o grupo, según corresponda Actuar como un recurso, como un tutor y como un mediador Ser flexible y tolerante sobre la forma de llevar a cabo los aprendizajes Apoyar en la formulación del plan de trabajo, búsqueda y definición de uso de los recursos e información Formular preguntas que permitan al alumno centrarse en los elementos relevantes del problema, los contenidos y el aprendizaje Generar estrategias distintas de evaluación que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas Generar espacios de discusión y colaboración Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas 33 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO Bloque 3: Nivel de importancia para el profesor y que este considera para sus alumnos, de los siguientes recursos como apoyo a lo enseñado durante la clase Opciones: 5-Muy Importante 4- Importante 3- Poco Importante 2- Sin Importancia 1Irrelevante 1 2 3 4 5 Libros Guías Pruebas Apuntes de clase Listado de ejercicios Listado de problemas Recursos TIC Recurso humano (profesor, coordinador de laboratorio de computación, alumnos, padres, amigos) Material manipulativo (papel, dados, regla, compás, figuras con volúmenes, tableros, etc.) Bloque 4: Frecuencia de uso de recursos TIC para realizar las siguientes actividades durante el desarrollo de la clase Opciones: 5-Siempre 4-casi siempre 3- Frecuentemente 2- Rara vez 1- Nunca 1 2 3 4 5 Buscar información de interés profesional Preparar sus clases Construir material Hacer presentaciones a sus alumnos usando un computador y proyector digital Trabajar con sus alumnos en su sala de clases utilizando entre 1 y 3 computadores Trabajar con sus alumnos en el laboratorio de computación utilizando internet 34 MARCO METODOLÓGICO-INSTRUMENTO Trabajar con sus alumnos en el laboratorio de computación desarrollando páginas web Trabajar con sus alumnos en el laboratorio de computación utilizando algún software del paquete integrado como apoyo al trabajo del logro de aprendizajes, habilidades y/o competencias Trabajar con sus alumnos en el laboratorio de computación utilizando algún software de matemática como apoyo al trabajo del logro de aprendizajes, habilidades y/o competencias Trabajar con sus alumnos en el laboratorio de computación utilizando algún sitio Web de matemática como apoyo al trabajo del logro de aprendizajes, habilidades y/o competencias 35 MARCO METODOLÓGICO Método del análisis de los datos El análisis descriptivo de los datos permitió establecer tendencias entre un grupo en estudio y el otro, de manera que fuese posible realizar una primera comparación. En un segundo nivel, y tal como varias fuentes lo recomiendan, se realizo un análisis de correlación de Spearman para medir la relación entre las variables en estudio. Un ejemplo del análisis entre una variable matemática y una variable metodológica es el siguiente: Relación entre la variable matemática Hs_2 definida por “Resolver el sistema de ecuaciones determinado al asignar valores a “x” y encontrar los valores de las constantes de las fracciones parciales” con la variable metodológica CCs_1 definida por “Trabajar competencia matemáticas” La variable Hs_2 muestra una relación bilateral con la variable CCs_1, el coeficiente de correlación de Spearman con un 99% de confianza es r=-0.610, esto quiere decir, que cuanto mayor es la expectativa de los docentes de secundaria en cuanto a “Resolver el sistema de ecuaciones determinado al asignar valores a “x” y encontrar los valores de las constantes de las fracciones parciales” entonces menor será la importancia que tiene el “Trabajar competencia matemáticas” y viceversa, entre mayor importancia adquiere el “Trabajar competencia matemáticas” entonces menor será la expectativa de los docentes sobre el desempeño de sus estudiantes sobre el “Resolver el sistema de ecuaciones determinado al asignar valores a “x” y encontrar los valores de las constantes de las fracciones parciales”. Nos encontramos frente a una variable metodológica que tiene un efecto negativo sobre una variable matemática, en este caso, y estrechamente vinculado a la muestra estudiada, se desprende que el dar mucha importancia a trabajar competencia matemática provoca que los docentes de secundaria tengan una menor expectativa sobre el desempeño de sus alumnos en relación a una variable matemática relacionada a procesos u operaciones para resolver un problema. 36 MARCO METODOLÓGICO Decisiones de análisis Una vez definidas las variables, 210 en total (las variables son ordinales ya que todas y cada una de ellas define estados que pueden ser ordenados de forma ascendente en cada uno de los cuestionarios), y luego de procesar los datos mediante el software SPSS, se procedió a filtrar cuales de estas 210 variables serian analizadas. Primero que nada, de las 210 variables, 105 corresponden a los datos de docentes universitarios y 105 a docentes de enseñanza media, estas 105 variables se dividen también en 56 variables correspondientes a los cuestionarios de matemáticas (112 variables en total si consideramos que los cuestionarios son para dos grupos distintos) y 49 variables correspondientes a los cuestionarios de metodologías de enseñanza y aprendizaje (98 al considerar que son dos grupos los cuales cada uno define 49 variables). El primer filtro que se realizo fue el comparar los gráficos de barra de las variables de metodologías de enseñanza y aprendizaje, siendo escogidas 26 variables de las 98 existentes (13variables corresponden a profesores de enseñanza media y 13 variables corresponden a docentes universitarios). Para la comparación de los gráficos de barra fue el se escogieron los pares de variables (recordar que una variable correspondiente a un docente universitario tiene su igual en una variable correspondiente a un docente de enseñanza media) cuyos gráficos de barra fueran muy parecidos o muy diferentes, de modo que al estudiar esas variables pudiésemos concluir si estas diferencias o similitudes tienen alguna incidencia en la percepción que los profesores de ambos grupos tienen sobre el desempeño de sus estudiantes. Usando un método análogo se escogieron variables de los cuestionarios de matemáticas, en este caso se compararon los diagramas de cajas para ver cuales variables aportaban información más valiosa. De esta manera, de las 112 variables matemáticas se escogieron 28 variables para el estudio. El paso siguiente fue reducir este número elevado de variables a una cantidad que fuese más abordable en este tipo de trabajo, para ello, luego de realizar análisis de correlación entre las variables matemáticas y sus correspondientes variables metodológicas de 37 MARCO METODOLÓGICO enseñanza y aprendizaje (dando un total de 364 pares de variables a analizar), se escogieron aquellos pares de variables que poseían un coeficiente de correlación mayor o igual a r=0.5 o menor o igual a r=-0.5, luego de realizar este procedimiento, la cantidad de variables se redujo a 14 pares de variables. 38 ANÁLISIS DE LOS DATOS Análisis de los datos Se usaron algunos elementos de estadística descriptiva para poder escoger las variables que se utilizarían en esta etapa de la investigación. Un primer filtro para reducir la cantidad de variables es el de comparar gráficos de barra de las variables metodológicas de enseñanza y aprendizaje ya que esto permitió determinar las variables que en términos de cantidad, fuesen o muy similares o completamente distintas, de modo que se pudiese relacionar dichas variables con las perspectivas de los docentes sobre los resultados de sus estudiantes. En el caso de las variables matemáticas un primer filtro para reducir la cantidad de variables a analizar es el de observar los diagramas de caja, escogiéndose aquellas variables que parecieran aportar una información más valiosa al estudio debido a la forma en la que los diagramas muestran la agrupación de los datos en las diferentes categorías establecidas. Posteriormente cada una de las variables matemáticas se relaciona mediante el test de correlación de Spearman con las variables metodológicas de enseñanza y aprendizaje, y de aquí se seleccionan las que tienen correlación significativa. En un segundo nivel de análisis se seleccionan aquellas que al determinar el coeficiente de relación, este fuera superior o igual a r=0.5 o inferior o igual a r=-0.5. De este modo, las variables correspondientes a matemáticas y metodologías de enseñanza y aprendizaje escogidas de entre las 56 variables matemáticas y 49 variables metodológicas que se describen en el apartado “decisiones del análisis” son: Matemáticas: - Resolver el sistema de ecuaciones determinado al asignar valores a “x” y encontrar los valores de las constantes de las fracciones parciales. - Escribir la definición de límite. - Usar v0 correctamente (es decir, usarlo para despejar h en términos de r ó bien r en términos de h). - Determinar el dominio. - Determinar el recorrido. - Usar regla de l’hopital para calcular el límite por la derecha cuando x tiende a 1. - Conocer o determinar el valor de sin . H 39 ANÁLISIS DE LOS DATOS Metodológicas de enseñanza y aprendizaje: - trabajar competencias matemáticas. - evaluar aprendizajes o determinados logros. - Generar estrategias con mayor participación del estudiante. - Formalizar y presentar estrategias para que sus estudiantes puedan “aprender a aprender”. - Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo individual o grupo, según corresponda. - Actuar como un recurso, como un tutor y como un mediador. - Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas. - presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo en resolución de problemas. Antes de proceder a presentar el análisis de las variables, revisaremos algunos porcentajes que marcan las tendencias en ambos grupos en estudios, entendiéndose por docentes universitarios y docentes de secundaria. Análisis según preguntas tipo contenido Univ. B_6 0 3 17 0 5 15 40 C_6 0 8 12 0 11 9 40 D_6 0 12 8 0 14 6 40 E_6 0 7 13 0 10 10 40 F_6 0 15 5 4 7 9 40 G_6 0 0 20 0 2 18 40 H_6 0 0 20 1 11 8 40 I_6 0 0 20 1 2 17 40 J_6 0 0 20 1 7 12 40 K_6 0 9 11 2 3 15 40 A_7 0 9 11 2 6 12 40 B_7 0 8 12 3 12 5 40 D_7 0 6 14 2 13 5 40 E_7 0 6 14 2 7 11 40 total 12 177 331 63 188 269 Sec. Apartado_ pregunta 0 1 2 0 1 2 total B_1 0 1 19 1 11 8 40 A_2 0 9 11 1 5 14 40 B_2 3 7 10 10 9 1 40 F_2 4 15 1 2 11 7 40 A_3 0 15 5 2 11 7 40 A_4 0 17 3 7 7 6 40 B_4 0 16 4 5 8 7 40 E_4 5 12 3 10 9 1 40 A_5 0 2 18 3 2 15 40 F_5 0 0 20 2 2 16 40 G_5 0 0 20 2 2 16 40 A_6 0 0 20 0 1 19 40 % 0,02 0,34 0,64 0,12 0,36 0,52 40 ANÁLISIS DE LOS DATOS Recordemos que 20 profesores universitarios y 20 profesores de secundaria respondieron el cuestionario de matemáticas y que la cantidad de preguntas correspondientes a contenidos es 26, por tanto, para cada categoría (cero, uno o dos) de cada grupo (universitario “univ” o secundaria “sec”) la suma total de observaciones correspondientes que puede llegar a tener dicha categoría es de 520 y es esta cantidad la que define el porcentaje correspondiente al total de observaciones de cada categoría. A la vista del análisis descriptivo, queda en evidencia que, en cuanto a las expectativas de manejo y dominio de los contenidos, los docentes universitarios tienen una mejor concepción del desempeño de sus estudiantes, ya que según los datos, pronostican según su experiencia que sus alumnos responderían correctamente alrededor del 64% de todas aquellas etapas en las que necesite un dominio de contenido tanto en álgebra como en cálculo. Por otro lado, los docentes de secundaria, desde su experiencia previa, creen que sus estudiantes responderían correctamente solo un 52% de todas aquellas etapas en que se necesiten manejar o manipular determinados contenidos. Análogamente, los docentes universitarios creen que sus estudiantes no sabrían responder o trabajar un 2% de aquellas preguntas relacionadas a contenidos, en contraste al 12% de su homologo de secundaria. Análisis de preguntas tipo procedimental Univ. Sec. D_3 0 1 19 0 5 15 40 F_3 0 3 17 2 6 12 40 G_3 0 13 7 3 12 5 40 I_3 0 6 14 1 12 7 40 C_4 1 15 4 7 8 5 40 D_4 1 10 9 5 13 2 40 B_5 0 8 12 2 8 10 40 C_5 1 7 12 2 4 14 40 D_5 0 6 14 2 11 7 40 E_5 0 0 20 2 2 16 40 F_5 0 0 20 2 2 16 40 G_5 0 0 20 2 2 16 40 A_6 0 0 20 0 1 19 40 B_6 0 3 17 0 5 15 40 C_6 0 8 12 0 11 9 40 Apartad_ pregunta 0 1 2 0 1 A_1 0 4 16 0 9 11 40 C_1 0 9 11 0 4 16 40 2 total D_1 0 9 11 0 7 13 40 E_1 0 10 10 2 5 13 40 C_2 0 1 19 0 4 16 40 E_2 0 3 17 2 11 7 40 G_2 1 10 9 6 9 5 40 H_2 0 15 5 2 5 13 40 B_3 0 8 12 0 5 15 40 C_3 1 12 7 2 9 9 40 41 ANÁLISIS DE LOS DATOS D_6 0 12 8 0 14 6 40 En E_6 0 7 13 0 10 10 40 procedimentales, y a la vista de los F_6 0 15 5 4 7 9 40 G_6 0 0 20 0 2 18 40 resultados, se tiene que los docentes H_6 0 0 20 1 11 8 40 universitarios siguen teniendo mejores I_6 0 0 20 1 2 17 40 expectativas de desempeño por parte de J_6 0 0 20 1 7 12 40 L_6 0 7 13 0 14 6 40 sus estudiantes, ya que pronostican que de A_7 0 9 11 2 6 12 40 todas C_7 0 6 14 2 1 17 40 operatoria y procedimiento responderían D_7 0 6 14 2 13 5 40 E_7 0 6 14 2 7 11 40 correctamente alrededor de un 69%, su F_7 0 0 20 2 3 15 40 homologo de secundaria, aunque en un total 5 229 526 61 267 432 0,3 0,69 0,08 0,35 0,57 0,01 % el los caso de los apartados apartados relacionados a porcentaje inferior, también tiene una buena concepción de sus alumnos, ya que espera que respondan correctamente un 57% de todo aquello relacionado a En este caso, analizamos la percepción de procedimiento u operatoria. los profesores de ambos grupos desde los Ahora veremos el análisis de relaciones datos asociados a las preguntas (apartado entre las variables escogidas, para ello, de con usaremos el análisis de correlación de operaciones o procedimientos. Al igual Spearman, que es el más apropiado para que antes, para cada una de los 38 variables de tipo ordinal. cada pregunta) relacionada apartados relacionados a operaciones puede haber un total de 20 observaciones (esto es también para cada grupo, universitario “univ” y secundaria “sec”), por tanto el total de observaciones correspondiente a una categoría (cero, uno o dos) es a lo sumo 760, por lo que es esta cifra porcentajes. la que determina los Los diagramas de cajas de las variables matemáticas muestran las diferencias o posibles similitudes que existen entre las respuestas de docentes universitarios y docentes de secundaria, ya que este fue el criterio escogido para determinar las variables con las que se buscarían relaciones con correspondientes las a variables metodologías de enseñanza y aprendizaje. 42 ANÁLISIS DE LOS DATOS A continuación se presentan los análisis entre variables matemáticas específicas con las variables metodológicas escogidas para este estudio, a cada caso se le adjuntara un cuadro de resumen de las relaciones encontradas entre dichas variables. 1.- Relación entre la variable matemática “Resolver el sistema de ecuaciones determinado al asignar valores a “x” y encontrar los valores de las constantes de las fracciones parciales” con las variable metodológicas Casos Válidos Hu_2 MAT_UNIV N sabe que debe usar pero se equivoca Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 15 100,0% 0 ,0% 15 100,0% 5 100,0% 0 ,0% 5 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente Casos Válidos Hs_2 MAT_SEC no sabe que debe usar sabe que debe usar pero se equivoca N Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 2 100,0% 0 ,0% 2 100,0% 5 100,0% 0 ,0% 5 100,0% 13 100,0% 0 ,0% 13 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente 43 ANÁLISIS DE LOS DATOS Esta variable matemática cuyo código asignado es Hu_2 para docentes universitarios y Hs_2 para docentes de secundaria, se relaciona con las siguientes variables metodológicas. Cuadro de resumen: Relaciones de la variable “Resolver el sistema de ecuaciones determinado al asignar valores a “x” y encontrar los valores de las constantes de las fracciones parciales” Variable con la que se relaciona Coeficiente de correlación Trabajar competencia matemáticas -0.610 Evaluar aprendizajes o determinados logros -0.611 Generar estrategias con mayor participación del estudiante -0.536 Formalizar y presentar estrategias para que sus estudiantes puedan -0.942 “aprender a aprender” Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo -0.651 individual o grupo, según corresponda Actuar como un recurso, como un tutor y como un mediador -0.532 Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con -0.617 la estrategia de resolución de problemas - Hs_2 Se relaciona bilateralmente con la variable CCs_1 correspondiente a “trabajar competencias matemáticas”. El coeficiente de correlación de Spearman, con un 99% de confianza, es r=-0.610, esto quiere decir, que cuanto mayor es la expectativa de los docentes de secundaria en cuanto a Hs_2, entonces menor será la importancia que tiene el CCs_1 y viceversa, entre mayor importancia adquiere el CCs_1 entonces menor será la expectativa de los docentes sobre el desempeño de sus estudiantes sobre el Hs_2. Nos encontramos frente a una variable metodológica que tiene un efecto negativo sobre una variable matemática, en este caso, y estrechamente vinculado a la muestra estudiada, se desprende que el dar mucha importancia a trabajar competencia matemática provoca que los docentes de secundaria tengan una menor expectativa sobre el desempeño de sus alumnos en relación a una variable matemática relacionada a procesos u operaciones para resolver un problema. La misma variable matemática, pero desde los datos obtenidos de los profesores universitarios no muestra relación, según el análisis de Spearman, con esta variable metodológica. 44 ANÁLISIS DE LOS DATOS - Hs_2 Se relaciona bilateralmente con la variable CMs_1 que corresponde a la metodología de “evaluar aprendizajes o determinados logros”. En este caso el coeficiente de correlación de Spearman, con un 99% de confianza, es r=-0.611, esto es, cuanto mayor expectativa se tiene en sobre el Hs_2, entonces menor importancia adquiere el CMs_1 y de forma análoga cuanto más importante sea el evaluar CMs_1, entonces menor será la expectativa del docente de secundaria en cuanto al desempeño de sus estudiantes la etapa de un problema que se refiera a procesos u operaciones, es decir, estamos ya frente a otra variable metodológica y de aprendizaje que en relación a la muestra estudiada, representa un obstáculo en la visión de los docentes sobre sus estudiantes. - Hs_2 Se relaciona bilateralmente con la variable CAs_2 correspondiente a “Generar estrategias con mayor participación del estudiante”. El coeficiente de correlación de Spearman calculado con un 95% de confianza es r=-0.536, esto significa que cuanto mayor es la expectativa de los docentes de secundaria sobre el desempeño de sus estudiantes en cuanto a Hs_2, entonces menor es la importancia que adquiere el CAs_2, este es un punto importante, ya que dentro de los límites de la población en estudio, se evidencia que el “Generar estrategias con mayor interacción y participación del estudiante” repercute negativamente en el desempeño de los estudiantes, este resultado, que se transforma en una nueva variable metodológica que incide negativamente sobre la visión de los docentes en relación al desempeño de sus estudiantes, es un indicador de que se deberían comparar las diversas variables metodológicas y de aprendizaje para cuantificar el grado de relación que tienen entre sí, de modo que sea más fácil el observar hasta qué punto la población en cuestión puede ser afectada por dichas variables. También es importante recalcar que esta relación no indica de ninguna manera que el generar estrategias con mayor interacción y participación por parte de los estudiantes sea tenga un efecto negativo en sus resultados, el análisis solo desprende información relativa a la percepción de los profesores, es decir, desde el punto de 45 ANÁLISIS DE LOS DATOS vista de un docente, sumado a su experiencia, el darle mucha importancia a la participación de los alumnos provoca que su desempeño no sea el mejor, esto tal vez influenciado por la experiencia del propio profesor de secundaria que de una u otra forma trata de preparar a sus estudiantes para el estilo de enseñanza en la universidad, lugar en el cual su participación podría ser incluso nula. - Hs_2 Se relaciona bilateralmente, y además es una de las relaciones más fuertes dentro del análisis, con la variable CEs_2 correspondiente a “Formalizar y presentar estrategias para que sus estudiantes puedan “aprender a aprender””. El coeficiente de correlación de Spearman calculado con un 99% de confianza para este caso es r=-0.942, por tanto a mayor expectativa de los docentes de secundaria en cuanto a Hs_2, entonces menor importancia se le da a CEs_2 y viceversa también, es decir, cuanto mayor importancia adquiere el CEs_2, entonces menores son las expectativas en cuanto a Hs_2. Este es otro punto importante en el análisis, ya que nuevamente he encontrado una variable que incide negativamente sobre el desempeño de los estudiantes en cuanto a la parte operativa de los problemas, en otras palabras, según los análisis, tanto el formalizar y presentar estrategias para que los estudiantes puedan “aprender a aprender” como el generar estrategias con mayor interacción y participación de los estudiantes son contraproducentes desde el punto de vista de los docentes de secundaria. - Hs_2 Se relaciona bilateralmente con la variable CHs_2 correspondiente a “Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo individual o grupo, según corresponda”. El coeficiente de correlación de Spearman calculado con un 99% de confianza es r=-0.651. Esto es, a mayor expectativa por parte de los profesores de secundaria en cuanto a Hs_2, entonces menor será la importancia que adquiere CHs_2, lo importante en este caso es la relación inversa, ya que la interpretación según el coeficiente de correlación es: entre mayor importancia se le da a CHs_2, entonces menores son las expectativas de los docentes de secundaria en cuanto al desempeño de sus estudiantes en torno a Hs_2 Según esta forma de interpretar la relación entre estas variables nos encontramos ante el hecho de que 46 ANÁLISIS DE LOS DATOS según la muestra en estudio, el presentar los conocimientos y habilidades involucradas en el trabajo individual o en grupo perjudica desde el punto de vista docente el desempeño de sus alumnos, en resumen. - Hs_2 Se relaciona bilateralmente con la variable CIs_2 definida por “Actuar como un recurso, como un tutor y como un mediador”. El coeficiente de correlación de Spearman, calculado con un 95% de confianza, es de r=-0.532, al igual que en los casos anteriores, se trata de una correlación negativa, por lo que a mayor expectativa de los docentes de secundaria en cuanto a Hs_2, entonces se tendrá que es menor la importancia que se le da a CIs_2. Este análisis, sigue el mismo camino que los análisis anteriores, ya que nos encontramos frente a una relación que es bilateral, esto significa que podemos interpretar la relación desde la otra dirección, en este caso, cuanta mayor importancia tenga el hecho de que el docente actúe como un recurso, un tutor o un mediador, entonces menor será la expectativa del profesor de secundaria en cuanto al desempeño de sus estudiantes al resolver sistemas de ecuaciones. - Hs_2 Se relaciona bilateralmente con la variable CÑs_2 definida como “Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas”, en este caso, el coeficiente de correlación de Spearman, calculado con un 99% de confianza, es de r=-0.617, al igual que los casos que he venido analizando, nos encontramos ante una correlación negativa, esto es, en cuanto mayores expectativas posean los profesores de secundaria en cuanto al desempeño de sus estudiantes en relación a Hs_2 entonces menor será la importancia que posea el CÑs_2, nuevamente, nos encontramos ante una variable que tiene un impacto negativo en la visión del docente sobre el desempeño de sus estudiantes, en este caso, cuando mayor es la importancia que se le asigne a definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas, entonces menor es la expectativa del docente en cuanto al desempeño de sus alumno al resolver un sistema de ecuaciones. 47 ANÁLISIS DE LOS DATOS La variable Hu_2 no presentaba relación con las variables metodológicas en estudio, salvo en un par de casos, sin embargo la relación desde el punto de vista del análisis es bastante débil. 2.- Relación entre la variable matemática “Escribir la definición de limite” con las variables metodológicas escogidas para el estudio. Casos Válidos Au_4 MAT_UNIV N sabe que debe usar pero se equivoca Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 17 100,0% 0 ,0% 17 100,0% 3 100,0% 0 ,0% 3 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente Casos Válidos As_4 MAT_SEC no sabe que debe usar sabe que debe usar pero se equivoca N Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 7 100,0% 0 ,0% 7 100,0% 7 100,0% 0 ,0% 7 100,0% 6 100,0% 0 ,0% 6 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente 48 ANÁLISIS DE LOS DATOS La variable matemática cuyo código asignado es Au_4 para docentes universitarios y As_4 para docentes de secundaria, se relaciona con las siguientes variables metodológicas. - Au_4 se relaciona bilateralmente con la variable CGu_2 definida por “presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo en resolución de problemas”. El análisis de correlación de Spearman muestra que con un 95% de confianza el coeficiente de correlación es r=-0.546, esto significa que a mayor expectativa de los docentes universitarios en cuanto a Au_4, entonces menor es la importancia que se le da a CGu_2, y por ser una relación bilateral también puede leerse como, cuanto más importante es CGu_2, entonces menor será la expectativa de los docentes en relación al desempeño de los estudiantes sobre Au_4. Aunque la relación existe, no es mayormente determinante desde el hecho que escribir la definición de límite es una habilidad que no tiene que ver con resolución de problemas, ya que, en líneas generales, escribir la definición de límite está asociado a la capacidad de comprender y recordar casi de forma memorística dicha definición y no está asociado a ninguna estrategia involucrada con la resolución de problemas. La variable As_4 no presentaba relación con las variables metodológicas en estudio, o bien la relación era débil y no cumplía con el requisito de filtración de datos para el posterior análisis. Cuadro de resumen: Relaciones de la variable “Escribir la definición de limite” Variable con la que se relaciona Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo en Coeficiente de correlación -0.546 resolución de problemas 49 ANÁLISIS DE LOS DATOS 3.- Relación entre la variable matemática “Usar v0 correctamente (es decir, usarlo para despejar h en términos de r ó bien r en términos de h)” con las variables metodológicas escogidas para el estudio. Casos Válidos Bu_5 MAT_UNIV N sabe que debe usar pero se equivoca Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 8 100,0% 0 ,0% 8 100,0% 12 100,0% 0 ,0% 12 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente Casos Válidos Bs_5 MAT_SEC no sabe que debe usar sabe que debe usar pero se equivoca N Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 2 100,0% 0 ,0% 2 100,0% 8 100,0% 0 ,0% 8 100,0% 10 100,0% 0 ,0% 10 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente 50 ANÁLISIS DE LOS DATOS La variable matemática cuyo código asignado es Bu_5 para docentes universitarios y Bs_5 para docentes de secundaria, se relaciona con las siguientes variables metodológicas. - Bs_5 se relaciona bilateralmente, según la correlación de Spearman, con la variable CÑs_2 definida por “Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas”. El coeficiente de correlación para este caso, calculado con un 99% de confianza, es r=-0.577, esta es una relación negativa, por lo que su interpretación es: Cuanto mayor es la expectativa del docente de secundaria en relación al desempeño de sus estudiantes sobre la habilidad de Bs_5, entonces menor será la importancia que le asignen a CÑs_2, en este caso, la relación que se da es importante desde el punto de vista que: saber usar v0 es una habilidad que se adquiere con práctica y experiencia en el desarrollo de problemas en los que se haga evidente usar una variable para definir o reescribir otras es la mejor estrategia, e incluso en ocasiones es la única estrategia, para resolver determinado tipo de problemas, de ahí que el usar v0 correctamente está ligado a la metodología de definir actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas, es por ello que me parece interesante el que, según la población en estudio, entre menor importancia se le dé a CÑs_2, entonces mayores expectativas tendrán los docentes en relación a Bs_5. 51 ANÁLISIS DE LOS DATOS La variable Au_5 no presenta relación con las variables metodológicas en estudio, o bien la relación es débil y no se ajusta al filtro usado para escoger las variables que formaran parte del análisis. Cuadro de resumen: Relaciones de la variable “Usar v0 correctamente (es decir, usarlo para despejar h en términos de r ó bien r en términos de h)” Variable con la que se relaciona Coeficiente de correlación Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con -0.577 la estrategia de resolución de problemas 4.- Relación entre la variable matemática “Determinar el dominio” con las variables metodológicas escogidas para el estudio. Casos Válidos Au_6 MAT_UNIV N Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje sabe que debe usar y lo hace 20 100,0% 0 ,0% 20 100,0% correctamente Casos Válidos As_6 MAT_SEC sabe que debe usar pero se equivoca N Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 1 100,0% 0 ,0% 1 100,0% 19 100,0% 0 ,0% 19 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente 52 ANÁLISIS DE LOS DATOS La variable matemática cuyo código asignado es Au_6 para docentes universitarios y As_6 para docentes de secundaria, se relaciona con las siguientes variables metodológicas. - As_6 se relaciona bilateralmente con la variable CÑs_2 definida por “definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas”. El análisis de correlación de Spearman, calculado con un 99% de confianza, muestra un coeficiente de correlación r=-0.688, aunque esta es una correlación negativa, si significación es alta, ya que el 68.8% de los datos (por no decir el 69%) de la variable CÑs_2 pueden ser explicados mediante la variable As_6, su interpretación sería la siguiente: cuanto mayor es la expectativa del docente de secundaria en relación al desempeño de los estudiantes en cuanto a As_6, entonces tanto menor será la importancia que los docentes le asigne a CÑs_2 La variable Au_6 no presenta relación con las variables metodológicas en estudio, o bien la relación es débil y no se ajusta al filtro usado para escoger las variables que formaran parte del análisis. Cuadro de resumen: Relaciones de la variable “determinar el dominio” Variable con la que se relaciona Coeficiente de correlación Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con -0.688 la estrategia de resolución de problemas 5.- Relación entre la variable matemática “Determinar el recorrido” con las variables metodológicas escogidas para el estudio. Casos Válidos Bu_6 MAT_UNIV sabe que debe usar pero se equivoca N Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 3 100,0% 0 ,0% 3 100,0% 17 100,0% 0 ,0% 17 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente 53 ANÁLISIS DE LOS DATOS Casos Válidos Bs_6 MAT_SEC sabe que debe usar pero se equivoca N Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 5 100,0% 0 ,0% 5 100,0% 15 100,0% 0 ,0% 15 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente La variable matemática cuyo código asignado es Bu_6 para docentes universitarios y Bs_6 para docentes de secundaria, se relaciona con las siguientes variables metodológicas. - Bu_6 se relaciona bilateralmente con la variable CGu_2definida por “presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo en resolución de problemas”. El análisis de correlación de Spearman realizado con un 95% de confianza entrega el siguiente coeficiente de correlación r=-0.546, esta relación es medianamente fuerte, ya que nos dice que el 54.6% de los datos de una variable puede ser explicado a partir de los datos de la otra variable (esto se debe a que la relación es bilateral), su interpretación seria: cuanto mayor sea la expectativa del docente universitario en cuanto al desempeño de sus alumno al Bu_6, entonces menor será la importancia que tiene para el docente el CGu_2, análogamente, entre mayor fuese la importancia que CGu_2 tiene para el docente, entonces tanto menor será la expectativa de este en cuanto al desempeño de sus estudiantes para Bu_6 54 ANÁLISIS DE LOS DATOS La variable Bs_6 no presenta relación con las variables metodológicas en estudio, o bien la relación es débil y no se ajusta al filtro usado para escoger las variables que formaran parte del análisis. Cuadro de resumen: Relaciones de la variable “determinar el recorrido” Variable con la que se relaciona Coeficiente de correlación Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo en -0.546 resolución de problemas 6.- Relación entre la variable matemática ““Usar regla de l’hopital para calcular el limite por la derecha cuando x tiende a 1” con las variables metodológicas escogidas para el estudio. Casos Válidos Du_7 MAT_UNIV N sabe que debe usar pero se equivoca Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 6 100,0% 0 ,0% 6 100,0% 14 100,0% 0 ,0% 14 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente Casos Válidos Ds_7 MAT_SEC no sabe que debe usar sabe que debe usar pero se equivoca N Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 2 100,0% 0 ,0% 2 100,0% 13 100,0% 0 ,0% 13 100,0% 5 100,0% 0 ,0% 5 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente 55 ANÁLISIS DE LOS DATOS La variable matemática cuyo código asignado es Du_7 para docentes universitarios y Ds_7 para docentes de secundaria, se relaciona con las siguientes variables metodológicas. - Ds_7 se relaciona bilateralmente con la variable CGs_2 definida por “Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo en resolución de problemas”. El análisis de correlación de Spearman, muestra con un 95% de confianza, que el coeficiente de correlación entre estas dos variables es r=-0.537, es decir, el 53.7% de los datos de una variable pueden ser explicados mediante la variable que resta (esto se debe a la bilateralidad en la correlación), la interpretación en este caso es: cuanto mayor (menor) sea la importancia que el docente de secundaria de otorga a CGs_2 entonces menor (mayor) será la expectativa del docente en cuanto al desempeño de sus estudiantes al momento de usar Ds_7. - Ds_7 se relaciona bilateralmente con la variable CÑs_2definida por “Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas”. El análisis de correlación de Spearman, con un 99% de confianza, entrega un coeficiente de correlación r=-0.617, es decir, el 61.7% de los resultados en una variable se pueden explicar a partir de los datos de la variable que resta (esto es gracias a la bilateralidad en la correlación). La interpretación de esta relación entre las variables es: cuanto mayor (menor) sea la importancia que el docente de secundaria le asigne a CÑs_2, entonces menor (mayor) será la expectativa que el docente tendrá sobre el desempeño de sus estudiantes al momento de Ds_7 56 ANÁLISIS DE LOS DATOS La variable Du_7 no presenta relación con las variables metodológicas en estudio, o bien la relación es débil y no se ajusta al filtro usado para escoger las variables que formaran parte del análisis. Cuadro de resumen: Relaciones de la variable “Usar regla de l’hopital para calcular el limite por la derecha cuando x tiende a 1” Variable con la que se relaciona Coeficiente de correlación “Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo en resolución de -0.537 problemas” “Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la -0.617 estrategia de resolución de problemas” 7.- Relación entre la variable matemática “Conocer o determinar el valor de JKL ” con las variables metodológicas escogidas para el estudio. MN O Casos Válidos Eu_7 MAT_UNIV N sabe que debe usar pero se equivoca Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 6 100,0% 0 ,0% 6 100,0% 14 100,0% 0 ,0% 14 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente Casos Válidos Es_7 MAT_SEC no sabe que debe usar sabe que debe usar pero se equivoca N Perdidos Porcentaje N Total Porcentaje N Porcentaje 2 100,0% 0 ,0% 2 100,0% 7 100,0% 0 ,0% 7 100,0% 11 100,0% 0 ,0% 11 100,0% sabe que debe usar y lo hace correctamente 57 ANÁLISIS DE LOS DATOS La variable matemática cuyo código asignado es Eu_7 para docentes universitarios y Es_7 para docentes de secundaria, se relaciona con las siguientes variables metodológicas. - Es_7 se relaciona bilateralmente con la variable CÑs_2 definida por “Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas”. El análisis de correlación de Spearman, con una confianza del 99%, entrega un coeficiente de correlación r=-0.585, esto es, el 58.5% de los resultados de una de estas variables puede ser explicado a partir de los resultados de la otra variables (esto es gracias a la bilateralidad de la correlación), la interpretación para la correlación entre estas variables es: cuanto mayor (menor) sea la importancia que el docente de secundaria le asigne a CÑs_2, entonces menor (mayor) será la expectativa que el docente tiene sobre el desempeño de sus estudiantes en torno a Es_7 Cuadro de resumen: Relaciones de la variable “Conocer o determinar el valor de JKL ” MN O Variable con la que se relaciona Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con Coeficiente de correlación -0.585 la estrategia de resolución de problemas 58 CONCLUSIONES Conclusiones Generales relativas a la población en estudio El análisis de los datos permite agrupar las relaciones entre las variables matemáticas y las variables metodológicas de enseñanza y aprendizaje mediante la siguiente tabla: Hs_2 CCs_1 CMs_1 CAs_2 CEs_2 x x x x Au_4 CGu_2 CHs_2 x CIs_2 CÑs_2 x x x Bs_5 x As_6 x Bu_6 CGs_2 x Ds_7 x Es_7 x x Siendo estas relaciones del tipo negativas. Lo que implica que aquellos docentes que dan una mayor importancia al uso de de diferentes metodologías, recomendadas y reconocidas en el mundo occidental (por ejemplo contextualizar, trabajar competencias, el docente actúa como un tutor etc.), tienden a tener pocas expectativas sobre un correcto desempeño de sus alumnos sobre el dominio y la manipulación de contenidos o procedimientos matemáticos nombrados inicialmente. En general, los docentes de ambos grupos en estudio, marcan una línea en sus respuestas en los cuestionarios de metodologías, dando generalmente altos grados de importancia a muchos de los métodos que en ellos se consideran, como lo son el dar mayor participación a los estudiantes o trabajar en torno a las competencias matemáticas, siendo claro que estas son las tendencias más comunes y mas recomendadas en la actualidad, de aquí que sea interesante el crear instrumentos de recolección de datos más precisos que permitan refutar o corroborar las ideas que se extraen de este estudio, puesto que a la luz de los datos las tendencias actuales en educación disminuyen las expectativas de los docentes en cuanto al desempeño de los estudiantes. Los docentes de ambos niveles educativos consideran que sus estudiantes no poseen, en gran medida, un manejo del lenguaje matemático, como se evidencia en la pregunta cuatro 59 CONCLUSIONES del cuestionario, ya que coinciden que mayoritariamente los alumnos tendrían problemas tanto en escribir la definición de límite como en formalizar durante el proceso de demostración. En términos de competencias matemáticas y habilidades, las cuales se trabajan en la investigación en dos grandes grupos (contenidos y procedimientos u operatorias) y desprendidas de las conclusiones recientemente descritas, puedo decir que dentro de las competencias y habilidades matemáticas que: - Los docentes esperan que sus alumnos posean: plantear y resolver problemas, escoger entre diferentes formas de representación, de acuerdo con la situación y el propósito particulares. - Los docentes de ambos niveles esperan que sus alumnos no posean o muestren problemas al necesitar: Pensar y razonar, argumentar, usar el lenguaje y operaciones simbólico. Conclusiones Específicas relativas a la población en estudio Una visualización general de los datos nos permite apreciar que en cierto grado el docente universitario tiene una mejor percepción de sus estudiantes, tanto en el manejo y dominio de los contenidos como en las etapas procedimentales correspondientes al desarrollo de los estudiantes, si nos referimos a números, se tendrá que: - Docentes universitarios tienen mejor expectativa en cuanto al manejo de los contenidos, por parte de sus estudiantes, que sus pares de enseñanza media (secundaria y bachillerato) ya que considerando el análisis de los datos correspondientes al cuestionario de matemáticas se tiene que estiman que los alumnos responderían correctamente un 64% de las etapas correspondientes a contenidos del total de las preguntas, frente a un 52% por parte de los docentes de enseñanza media. - Docentes universitarios piensan que sus alumnos están mejor preparados en cuanto a contenidos, lo que queda en evidencia al ver que de los datos se extrae que solo un 2% de los estudiantes no sabrían que contenido corresponde usar en cada etapa del 60 CONCLUSIONES total de las preguntas del cuestionario, frente al 12% de sus pares de enseñanza media. - En cuanto a la percepción del desempeño en procedimientos involucrados al resolver problemas o ejercicios, queda claro que de la muestra en estudio el docente universitario sigue teniendo una mejor expectativa en la labor de los estudiantes, ya que del análisis de los datos se concluye que según su opinión, los alumnos responderían acertadamente un 69% de las etapas correspondientes a procedimientos del total de las preguntas, frente a un 57% de su homologo de enseñanza media. - también se puede apreciar que en cuanto a procedimientos, el docente universitario cree que sus estudiantes no sabrían que procedimiento usar solo en el 1% de las etapas relativas a esta dimensión del total de las preguntas. Además se extrae que los estudiantes responderían erróneamente un 30% de estas etapas aun sabiendo el procedimiento a usar. Por otro lado, la contraparte de enseñanza media, cree que sus alumnos no sabrían que procedimiento usar en un 8% del total de las preguntas, y cometerían errores en un 35%, aun cuando sepan cual es el procedimiento a ejercer. Ahora bien, de las variables matemáticas analizadas, 3 son de carácter puramente procedimental, una de contenido, y tres son una mezcla de ambos, al analizar la relación de estas variables matemáticas, con las variables metodológicas de enseñanza y aprendizaje se extraen las siguientes conclusiones: Desde la perspectiva del docente de enseñanza media: - El preocuparse por trabajar competencias matemáticas, o simplemente el hecho dar mucha importancia a uso de las competencias matemáticas en la sala de clases, repercute negativamente en las expectativas que el deposita en el desempeño de sus alumnos en las etapas procedimentales de algunos ejercicios o problemas. - Evaluar aprendizajes o determinados logros va en desmedro del desempeño estudiantil en lo que a procedimientos se refiere. - Generar estrategias con mayor interacción o participación de los alumnos incide negativamente, siempre desde el punto de vista docente, en el correcto desempeño 61 CONCLUSIONES de los estudiantes en dichas etapas procedimentales que conforman cada uno de los problemas o ejercicios. - Formalizar y presentar estrategias para que sus estudiantes puedan “aprender a aprender” también es una variable que influye negativamente en la percepción que se tiene sobre el desempeño de los estudiantes en la etapa procedimental de un problema o ejercicio. - Presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo individual o engrupo según corresponda, es una variable metodológica que deteriora la percepción que se tiene sobre el desempeño de los alumnos en las etapas procedimentales. - Actuar como un recurso, como un tutor y como un mediador, también es un factor que influye de manera negativa en la forma en la que se percibe el desempeño de los estudiantes en las etapas de los problemas o ejercicios que son conformadas por procedimientos. - Definir las actividades educativas y de aprendizaje que sean coherentes con la estrategia de resolución de problemas es un factor que disminuye las expectativas docentes en relación al desempeño de sus estudiantes en las etapas procedimentales y de manejo de contenido de los ejercicios o problemas. Y desde la perspectiva del docente universitario se tiene que: - presentar los conocimientos y habilidades involucradas del trabajo individual o en grupo según corresponda incide negativamente en la percepción que tienen sobre el desempeño de los estudiantes tanto en las etapas procedimentales como en las etapas en las que se necesita el manejo y manipulación de contenidos. Finalmente y como consecuencia de las conclusiones anteriores se hace evidente la necesidad de realizar un estudio no solo desde la perspectiva del docente, sino que de los resultados ralaes que obtendría un alumno que ha estado bajo la tutela de docentes que apliquen dentro de sus metodologías las que ya se han analizado, de modo que se pueda encontrar una relación entre la eficacia de dichas metodologías, con los resultados de los alumnos y con las expectativas que los docentes tienen sobre el desempeño de estos. 62 CONCLUSIONES Conclusiones relativas a otros estudios o investigaciones Dentro de las etapas consideradas para dar solución a los problemas propuestos, nos encontramos que en el problema cuatro, que corresponde a la demostración de un límite usando la definición, se puede apreciar que la percepción de los docentes, tanto universitarios como de enseñanza media, coincide con la afirmación de Sonsoles Blázques, Tomás Ortega, Stella Gatica y Julio Benegas (2006) en su investigación, es decir, que los estudiantes muestran falta de dominio de la función valor absoluto y que al asociarla, en el caso de la demostración del límite, con las desigualdades propias del concepto, entonces la dificultad de manipular estas operaciones y contenidos es aún mayor. También se verifica que el trabajar los intervalos asociados a las desigualdades, que en el caso del problema del límite corresponden a las acotaciones que haga el estudiante, las dificultades vuelven a incrementarse cuando el desarrollo de la demostración posee elementos simbólicos (tales como épsilon o delta) y requiere de otras propiedades que hacen que el alumno tenga serios problemas en verbalizar las ideas que tiene para abordar la situación. Estudiando las respuestas dadas como un todo, es posible encontrar similitudes y diferencias con investigaciones o artículos que se refieren concretamente a la resolución de problemas matemáticos. Es el caso del artículo publicado por Jerónimo Juidías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz (2005), en el se habla de diversas dificultades que atraviesan los estudiantes al momento de resolver problemas, algunas de estas dificultades son: 8- El alumno no sabe cuándo aplicar los conocimientos que posee, como consecuencia de cómo los aprendió, o generaliza de manera incorrecta los procedimientos que ya domina. 9- El alumno domina unos determinados recursos matemáticos pero sólo los emplea en problemas que los demandan explícitamente. Una visión de conjunto de los resultados nos hace posible ver que los docentes creen, desde su propia experiencia, que sus alumnos por lo general saben cual procedimiento u operación está relacionada con un problema o ejercicio, si hablásemos en términos de porcentajes, la percepción del docente universitario indica que los estudiantes no sabrían 63 CONCLUSIONES que conocimiento o procedimiento usar en alrededor de un 2% de las etapas de las preguntas, frente al 12% de su par de enseñanza media. Lo anterior indica, teniendo siempre en consideración las características de la población en estudio, que el escoger mal las operaciones no es un factor que determine el fracaso de los estudiantes. Es claro que esta contradicción entre lo que muestran los resultados del estudio, con los diferentes grupos de dificultades determinados por Jerónimo Juidías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz (2005), no es concluyente ni definitivo, es cierto que la evidencia indica que los alumnos en la mayoría de los casos siempre saben cuál es el conocimiento o procedimiento involucrado en cada una de las etapas que estructuran resolución de un problema, pero también es cierto que la percepción docente puede estar influenciada por factores externos desconocidos lo cual podría formar parte de una futura investigación, también es contradictorio que los docentes tengan expectativas tan elevadas en cuanto al desempeño de los estudiantes siendo que el fracaso estudiantil en los primeros años de la educación general, y sobre todo en los programas de estudios basados fuertemente en la matemática aplicada, es cada año más alta que el anterior (lo que podría explicarse por los factores socioculturales y la creciente falta de interés por parte de los jóvenes en cuanto a la vida profesional, sobre todo en países latinoamericanos). En cuanto a la segunda dificultad que mencionan Jerónimo Juidías Barroso e Isabel Rodríguez Ortiz (2005), se pueden extraer de los cuestionarios de matemáticas las siguientes ideas afines: En primer lugar, cuando se le pide a los profesores que visualicen el desempeño de los estudiantes en los diversos ejercicios o problemas, surgen ciertos patrones, por ejemplo, en el problema en el que se hace necesario reemplazar una expresión exponencial por una variable y así limitarse a resolver una ecuación de segundo grado, queda evidenciado, siempre hablando de la muestra, que generalmente los docentes de ambos niveles creen que sus alumnos no lograrían realizar este proceso con éxito. De forma análoga, cuando se requiere de dar valores a la variable “x” para poder construir el sistema de ecuaciones que permite determinar los valores de las constantes que determinan la descomposición en 64 CONCLUSIONES fracciones parciales, los docentes también coinciden en que por lo general los estudiantes no sabrían que deben realizar dichos reemplazos. Situaciones como esta explican, o indican, que efectivamente ante el hecho de no tener información explicita, los docentes creen que sus estudiantes tendrían dificultades para abordar efectivamente dichos problemas 65 CONCLUSIONES - Mar, M.; Carmen, A. (2003); Concepciones y Creencias de los Profesores Universitarios de Matemáticas acerca de la Enseñanza de las Ecuaciones Diferenciales. Enseñanza de las Ciencias, pp. 265-280. - Sonsoles, B.; Tomás, O.; Stella, G.; Julio, B. (2006); Una conceptualización de límite para el aprendizaje inicial del análisis matemático en la universidad. 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