UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN NOMBRE DEL ESTUDIANTE Y CORREO ELECTRÓNICO Jorge Alberto Malpica Muñiz jamalpicam94@gmail.com FECHA DE INICIO Y TÉRMINO DE LA INVESTIGACIÓN Enero 2020 a Julio 2020 COMITÉ TUTORIAL Director Vo. Bo. Dr. Miguel Solís Esquinca Revisores TÍTULO DEL PROYECTO Diseño de una actividad didáctica para que alumnos de sexto año de primaria establezcan el orden de fracciones LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Y TEMÁTICA Rediseño del Discurso Matemático Escolar 1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El estudio de las dificultades en el uso y razonamiento de las fracciones es uno de los pilares principales de la matemática educativa y a razón de esto es un contenido difícil de enseñar en los distintos niveles en que se aborda. Los temas a abordar cuando hablamos de fracciones pueden ser de distinta índole, como lo son el uso de estas, sus significados o incluso las dificultades que se encuentran cuando realizamos operaciones aritméticas o algebraicas. Por lo que, para ser más precisos, esta investigación se enfocará en la comparación de números fraccionarios y específicamente en el desarrollo de una actividad didáctica para establecer el orden de estos. Wiest & Amankonah (2019) destacan que poder comparar dos o más magnitudes de fracciones y establecer cuál es el menor, el mayor o si hay equivalencias, u ordenarlos de menor a mayor o viceversa, es una habilidad importante que se espera desarrollar en el nivel primario, que servirá como fundamento en diferentes campos de aplicación del conocimiento como lo son el álgebra o la probabilidad. Cubillo y Ortega (2003) sostienen que “el aprendizaje del orden de las fracciones presenta dificultades para los alumnos, tanto de tipo de comprensión conceptual como de destreza de cálculo”, así como también Maza Gómez (1999) afirma que se presentan “dificultades lingüísticas que fomentan la incomprensión entre lo que pide el profesor y lo que entiende el alumno”, manifestando de esta manera que cuando se le solicita al alumno escoger el número menor de una serie, no comprende si se refiere al de menor denominador o de menor tamaño. Otros autores como Clarke & Roche (2009), Lamon (2012) y Siegler & Pyke, (2013) consideran que las dificultades en comparación de fracciones están ligadas a que se les da más enfoque a sus componentes (numerador, 2 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS denominador) en lugar de ver a la fracción como una sola entidad, a lo que Wiest & Amankonah (2019) agregan que existe “poco conocimiento en el rol del numerador y denominador”. Es por esto que cuando se le pide al alumno que trabaje con las fracciones exista una “transferencia inapropiada de ideas de números enteros a fracciones” (Clarke & Roche [2009], Lamon [2012] y Siegler & Pyke, [2013]), lo que conlleva que, al trabajar con estas, uno de los más grandes y difíciles obstáculos, como lo indican Cubillo & Ortega (2003), Wiest & Amankonah (2019) y muchos otros, es cuando se trabaja en comparar fracciones que tienen diferentes numeradores y denominadores. Estas dificultades pueden verse reflejadas en los resultados de los exámenes aplicados por el Instituto Nacional para la Evaluación de la Educación (Base de datos Excale 2014). Donde sólo menos del 40% de alumnos de tercer grado de primaria durante 2014 logran identificar fracciones equivalentes mayores o menores que la unidad y sólo 33% de alumnos de sexto grado obtienen resultados satisfactorios al comparar números fraccionarios. Pregunta central ¿Cómo ayuda al alumno, de sexto grado de primaria, la pendiente y la fracción como par ordenado a determinar el orden de las fracciones? Pregunta específica ¿Cuáles son las dificultades que enfrentan los alumnos de sexto grado de primaria al utilizar la pendiente como herramienta para establecer el orden de fracciones? 3 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS OBJETIVOS GENERAL Y ESPECÍFICOS Objetivo general Enseñar al alumno de sexto año de primaria a determinar el orden de las fracciones mediante la pendiente Objetivo específico Identificar las dificultades que enfrentan los alumnos de sexto de primaria al utilizar la pendiente como herramienta para establecer el orden de fracciones JUSTIFICACIÓN Son bien sabidas las dificultades que se enfrentan en la escuela al abordar las fracciones y, hablando sobre su comparación y orden, las pocas herramientas con las que cuentan los alumnos de primaria para ordenar una serie de números fraccionarios. Resulta interesante saber que el porcentaje de alumnos que logran de manera exitosa comparar números racionales, se mantiene constante a lo largo de la educación primaria, es decir menos del 50%. Por ello, en la presente investigación se pretende desarrollar una actividad didáctica que le brinde las herramientas al alumno para representar las fracciones a través de pendientes en una gráfica. Esto con la finalidad de mostrarle que las fracciones pueden ser representadas como pares ordenados y aun así tener una sola naturaleza como número (Maza Gómez [1999]). Se pretende aportar, pues, una herramienta metodológica más para esclarecer el orden de las fracciones y con esto aumentar los instrumentos del alumno para resolver problemas de esta índole. 4 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS MARCO TEÓRICO Y METODOLÓGICO Este trabajo será sustentado por la teoría de las situaciones didácticas y por la metodología de la ingeniería didáctica. La teoría de situaciones didácticas como menciona Mabel (2003), se trata de una teoría de la enseñanza, propuesta por Guy Brousseau, que busca las condiciones para una génesis artificial de los conocimientos matemáticos, bajo la hipótesis de que los mismos no se construyen de manera espontánea. La noción de situación para Brousseau corresponde a “un modelo de interacción de un sujeto con cierto medio que determina a un conocimiento dado como el recurso del que dispone el sujeto para alcanzar o conservar en este medio un estado favorable. Algunas de estas “situaciones” requieren de la adquisición anterior de todos los conocimientos y esquemas necesarios, pero hay otras que ofrecen una posibilidad al sujeto para construir por sí mismo un conocimiento nuevo en un proceso “genético”, Vidal (2009). Para otros autores como Chevallard (1997), La teoría de las situaciones didácticas de Guy Brousseau pretende modelizar y contrastar empíricamente los fenómenos didácticos que surgen en el ámbito de un sistema didáctico a partir de la problematización y cuestionamiento de un "conocimiento matemático enseñado". Es decir que las situaciones didácticas nos posicionan en una situación en donde pretendemos, como diseñadores didácticos, que los alumnos adquieran cierto saber matemático. En lo que concierne a la metodología de la ingeniería didáctica esta se caracteriza como un esquema experimental basado en las “realizaciones didácticas” en clase, es decir, sobre la concepción, realización, observación y análisis de secuencias 5 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS de enseñanza. Allí se distinguen por lo general dos niveles: el de micro – ingeniería y el de la macro – ingeniería, (Artigue, 1995). Como menciona Artigue (1995) en Ingeniería didáctica en educación matemática, la ingeniería didáctica se divide en cuatro fases: la fase 1 de análisis preliminar, la fase 2 de concepción y análisis a priori de las situaciones didácticas de la ingeniería, la fase 3 de experimentación y finalmente la fase 4 de análisis a posteriori y evaluación. La fase de concepción se basa no sólo en un cuadro teórico didáctico general y en los conocimientos didácticos previamente adquiridos en el campo de estudio, sino también en un determinado número de análisis preliminares como: El análisis epistemológico de los contenidos contemplados en la enseñanza El análisis de la enseñanza tradicional y sus efectos El análisis de las concepciones de los estudiantes, de las dificultades y obstáculos que determinan su evolución El análisis del campo de restricciones donde se va a situar la realización didáctica efectiva Y, por supuesto, todo lo anterior se realiza teniendo en cuenta los objetivos específicos de la investigación En la fase de concepción y análisis a priori, el investigador toma la decisión de actuar sobre un determinado número de variables del sistema no fijadas por las restricciones. Estas son las variables de comando que él percibe como pertinentes con relación al problema estudiado. Existen dos tipos de variable de comando: 6 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS Las variables macro-didácticas o globales, concernientes a la organización global de la ingeniería Y las variables micro-didácticas o locales, concernientes a la organización local de la ingeniería, es decir, la organización de una secuencia o de una fase La fase del análisis a posteriori se basa en el conjunto de datos recogidos a lo largo de la experimentación, a saber, las observaciones realizadas de las secuencias de enseñanza, al igual que las producciones de los estudiantes en clase o fuera de ella. Estos datos se completan con frecuencia con otros obtenidos de la utilización de metodologías externas, como cuestionarios, entrevistas individuales o en pequeños grupos, aplicadas en distintos momentos de la enseñanza o durante su transcurso. Y, como ya lo habíamos indicado, en la confrontación de los dos análisis, el a priori y a posteriori, se fundamenta en esencia la validación de las hipótesis formuladas en la investigación. Así pues, utilizaremos la teoría de situaciones didácticas y la ingeniería didáctica como herramienta con la intención de producir conocimiento en los alumnos. 7 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS CRONOGRAMA ETAPA 1 TÉCNICAS / INSTRUMENTOS ACTIVIDAD DE INVESTIGACIÓN Búsqueda de Buscadores PERÍODO DE REALIZACIÓN RESULTADO ESPERADO Enero – Protocolo de antecedentes académicos en Febrero investigación Marzo – Abril Actividad internet 2 Diseño de Ingeniería actividad didáctica didáctica didáctica 3 Aplicación de Actividad didáctica Mayo Evidencias Mayo – Junio Análisis de actividad 4 5 Examinar Resultados de resultados aplicación resultados Junio – Julio Plasmar información 8 Tesina UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS BIBLIOGRAFÍA REFERIDA Chevallard, Y., Bosch, M., & Gascón, J. (1997). Estudiar matemáticas. (I. U. Barcelona, Ed.) Barcelona, España: Horsori Cubillo, C. y Ortega T. (2003), Análisis de un modelo didáctico para la enseñanza/aprendizaje del orden de las fracciones, Educación Matemática, vol. 15, núm. 2, agosto, 2003, pp. 55-75 Instituto Nacional para la Evaluación de la Educación (INEE). Bases de datos Excale. Recuperado de www.inee.edu.mx el 3 de febrero de 2020 Maza Gómez, Carlos (1999), Equivalencia y orden: la enseñanza de la comparación de fracciones, Suma 31, junio 1999, pp. 87-95 Panizza, Mabel (2003). Conceptos básicos de la teoría de situaciones didácticas. Disponible en Internet: http://crecerysonreir.org/docs/Matematicas_teorico.pdf West, L. y Amankonah, F. (2019), Conceptual versus procedural approaches to ordering fractions, European Journal of Science and Mathematics Education, Vol. 7, No. 1, 2019, 61-72 9 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIDAD EN DIDÁCTICA DE LAS MATEMÁTICAS BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Clarke, D. M. y Roche, A. (2009), Students’ fraction comparison strategies as a window into robust understanding and possible pointers for instruction. Educational Studies in Mathematics, 72(1), 127‐138. Lamon, S. J. (2012), Teaching fractions and ratios for understanding: Essential content knowledge and instructional strategies for teachers (3rd ed.). New York: Routledge. Siegler, R. S., & Pyke, A. A. (2013). Developmental and individual differences in understanding of fractions. Developmental Psychology, 49(10), 1994‐2004 Vidal, R. (2009). La Didáctica de las Matemáticas y la Teoría de Situaciones. Recuperado de https://educrea.cl/wp-content/uploads/2016/01/DOC-La- Didactica.pdf 10