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COMPETENCIAS BÁSICAS EN EL ÁREA DE MATEMÁTICAS
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Teresa Valdéz Acosta
1 COMPETENCIAS BÁSICAS EN EL ÁREA DE MATEMÁTICAS González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática. Universidad de Málaga (documento básico que se ha de completar con otros documentos y con las exposiciones) Indice Introducción Los fines ( Para qué la Educación Matemática? Qué se pretende y qué se debería conseguir?) Evaluación diagnóstica del rendimiento en matemáticas: Principios y elementos ( qué preparación matemática efectiva proporciona el Sistema Educativo?) Evaluación PISA-OCDE 2003 Fines Instrumento Principios y elementos básicos Alfabetización Matemática Competencias Matemáticas Según Niss Ejemplos En el proyecto Pisa 2003 Ejemplos de tareas Algunos resultados Evaluación de diagnóstico Junta de Andalucía Fines y principios Competencias evaluadas Ejemplos de tareas Condiciones y medios ( Qué hacer a partir de ahora?) Currículo: Diseño y orientaciones Fines: Matematización o proceso de hacer y aplicar Matemáticas Orientaciones oficiales LOE Primaria y ESO Otras consideraciones. Organizadores. Diseño de unidades didácticas Currículo y Enseñanza: Algunas notas para una aproximación Algunas orientaciones Nuestra posición Tipos de situaciones didácticas Competencias básicas y avanzadas Esquema del proceso didáctico Ejemplos Bibliografía Introducción Las nuevas orientaciones educativas a nivel europeo establecen el aprendizaje por competencias como el centro de la planificación y el desarrollo didácticos. El planteamiento no es nuevo, sino que viene siendo analizado desde hace algunos años. González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 12 Pero... Por qué hablamos del aprendizaje por competencias?. Los motivos los podemos agrupar en tres grandes categorías interrelacionadas: CAMBIOS, HECHOS Y EXIGENCIAS. CAMBIOS: Especie de revolución cultural caracterizada por: - aumento del nivel de exigencia social que requiere un aumento del nivel de formación; - crisis de la vigencia de los contenidos formativos rígidos y de la acumulación de conocimientos separados / independientes; - formación orientada a la vida y a una multiplicidad de situaciones complejas; - la necesidad de mejorar el equilibrio entre los métodos de gestión y la evaluación de los resultados - cambios científicos y de orientación de la relevancia y el interés de los temas en virtud de cambios reales - el cambio de paradigma educativo centrado ya en el alumno y menos en el docente y la escuela; HECHOS: - las nuevas orientaciones psicológicas y pedagógicas (nuevos datos, experiencias, etc.) - la cultura de la eficacia, importada de la economía, etc.; - el éxito del modelo de formación empresarial en competencias; EXIGENCIAS: - la inflación y complejidad del currículum que desbordan a los educadores; - la necesidad de paliar el fracaso escolar y procurar un bagaje mínimo de formación a la totalidad de la población escolar - la preocupación de todos por la calidad de la educación La Educación Matemática no es un campo aislado en el marco descrito. Como parte del complejo proceso de formación que se vislumbra, la Educación Matemática presenta numerosos problemas tanto derivados de su adaptación a las nuevas exigencias como debidos a la naturaleza del conocimiento matemático y a las características propias de los procesos de enseñanza y aprendizaje correspondientes. Tres de los problemas más importantes de la Educación Matemática son: los fines ( Qué enseñar, porqué y para qué?; qué se quiere conseguir?), los medios ( Cómo lograr los fines propuestos?) y la evaluación ( Cómo averiguar si se han alcanzado los fines propuestos y en qué grado, empleando los medios previstos y qué consecuencias se deducen de los resultados obtenidos para mejorar los planteamientos y desarrollos futuros?) La Unión Europea 1 ha contemplado como eje fundamental de la política educativa común, el énfasis en una educación centrada en el aprendizaje en contraposición a una educación centrada en la enseñanza 2, es decir, en la adquisición de capacidades, habilidades, competencias y valores que permitan al individuo una actualización permanente de los conocimientos para desenvolverse con soltura en un mundo cambiante y complejo. Ello significa que es obligado prestar atención al aprendizaje orientado al desarrollo de competencias y a la consecución de lo que se conoce como alfabetización matemática y no sólo a la enseñanza y aprendizaje de contenidos, a los aspectos funcionales y formativos de las matemáticas y no sólo, ni prioritariamente, a los aspectos instrumentales y técnicos. Los conceptos de competencia, matematización y alfabetización matemática, como veremos, ponen el acento en los resultados del aprendizaje, en lo que el alumno es capaz de hacer al término del proceso educativo y en los procedimientos que le permitirán continuar aprendiendo de forma autónoma a lo largo de su vida. Tomando como base los principios mencionados, y bajo lo que se conoce como informe PISA 2003, la OCDE ha desarrollado un proceso evaluador del rendimiento matemático de alumnos de determinadas edades cuyos resultados en España han sido más bien modestos. Pero dicho proceso se ha realizado 1 Proyecto Sócrates-Erasmus "Tuning Educational Structures in Europe" 2 Tudela y otros (2005).- Las Competencias en el Nuevo Paradigma Educativo para Europa. Vicerrectorado de Planificación, Calidad y evaluación. Universidad de Granada González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 23 tomando como base unos fines y unos medios teóricos para la consecución de los mismos que no son exactamente los fines y los medios que han caracterizado los procesos educativos en matemáticas en España y en el resto de países. Por tal motivo, los resultados sólo se pueden interpretar de las tres formas representadas por los números 1, 2 y 3 en el gráfico adjunto y que se explican a continuación: Relatividad e interpretación de los procesos y resultados España resto países OCDE Fines X E Medios Y E Proyecto PISA 2003 Fines X p (país i) Fines X i Medios Y i Evaluación EV E Resultados R E 1 Evaluación PISA Evaluación EV i Resultados R i? 3? Resultados PISA E 2 Resultados PISA i 1) en términos de lo que podríamos llamar el rendimiento relativo de cada país, es decir, la valoración de los resultados obtenidos en el marco de los supuestos curriculares teóricos del proyecto PISA en relación con los planteamientos curriculares reales de cada país; 2) en términos de la comparación absoluta aislada de los resultados; 3) en términos de la comparación de los rendimientos relativos de los diferentes países. La interpretación 1 es la que sirve de base para realizar una revisión de los diseños y desarrollos curriculares bajo la óptica de los supuestos teóricos de la OCDE. A la luz de los resultados e interpretaciones mencionadas, de otros diseños y desarrollos curriculares efectivos en Educación Matemática (NCTM, KOM, etc.), y en base a las exigencias del espacio europeo educativo común, surgen recientemente nuevos diseños curriculares base para las enseñanzas mínimas en Primaria y en ESO en España y en las Comunidades Autónomas. Estas orientaciones se fundamentan en los principios del proyecto PISA y su desarrollo efectivo requiere de nuevas consideraciones en cuanto a los medios necesarios para alcanzar los nuevos fines que se proponen y a los criterios para evaluar la adecuación de todo el proceso educativo. En lo que sigue se plantea una primera reflexión sobre los fines de la Educación Matemática, en la que se establezcan referencias para situar los nuevos planteamientos. A continuación, de acuerdo con los fines generales establecidos y con objeto de profundizar en los aspectos que van a guiar los procesos educativos en matemáticas en Europa a partir de ahora, se abordarán brevemente los principios y resultados de las evaluaciones PISA y de Diagnóstico de la Junta de Andalucía. El análisis concluye con las orientaciones curriculares del desarrollo normativo de la LOE para Primaria y ESO y algunas consideraciones para el diseño y el desarrollo curriculares en España y en Andalucía. Los fines Para qué la Educación Matemática? Qué se pretende y qué se debería conseguir? González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 34 El problema de la determinación de las finalidades o metas de la Educación Matemática, es una cuestión de especial relevancia para el diseño y el desarrollo de cualquier currículo de matemáticas (Rico, L.;1997). Se trata, en nuestra opinión, de uno de los aspectos centrales de la Educación Matemática, estrechamente relacionado con la naturaleza del conocimiento matemático, con las necesidades socioculturales e individuales y con las características globales del proyecto sociocultural que ha de albergar la formación de las nuevas generaciones; en defintiva, se trata del conjunto de argumentos que justifican la enseñanza misma de las matemáticas y su situación, organización y tratamiento dentro del Sistema Educativo. Pero los fines de la Educación Matemática varían sustancialmente de unos países a otros y sufren cambios importantes a través de la historia. Desde el punto de vista más reciente, la Ley de Ordenación General del Sistema Educativo en España establecía las siguientes finalidades educativas generales: - El pleno desarrollo de la personalidad del alumno; - La formación en el respeto de los derechos y libertades fundamentales y en el ejercicio de la tolerancia y de la libertad dentro de los principios democráticos de convivencia; - La adquisición de hábitos intelectuales y técnicas de trabajo, así como de conocimientos científicos, técnicos, humanísticos, históricos y estéticos; - La capacitación para el ejercicio de actividades profesionales; - La formación en el respeto de la pluralidad lingüística y cultural de España; - La preparación para participar activamente en la vida social y cultural; - La formación para la paz, la cooperación y la solidaridad entre los pueblos. Las Matemáticas deben y pueden contribuir, junto a otras disciplinas, a la consecución de todas y cada una de las metas generales anteriores. Pero al mismo tiempo deben contribuir a la consecución de una formación matemática específica. Tradicionalmente se han planteado numerosos interrogantes en torno a la finalidad de la Educación Matemática: Para qué enseñar matemáticas?, qué matemáticas enseñar en una sociedad tecnológica?, cómo lograr un currículo flexible que atienda a las diversas necesidades de los escolares?, cómo atender a la diversidad cultural?. Sin embargo, se aprecian diferencias importantes entre los fines propuestos por diversos autores. A la pregunta Por qué se enseñan matemáticas?, se han dado numerosas respuestas, como la que aparece en el documento Mathematics from 5 to 16 del Department of Education and Science Británico (1985) para la Educación Matemática en el periodo obligatorio: 1.- Las matemáticas son un elemento esencial de comunicación 2.- Las matemáticas son una herramienta potente 3.- Hay que apreciar las relaciones internas dentro de las matemáticas 4.- Las matemáticas deben resultar una actividad fascinante 5.- Hay que fomentar la imaginación, iniciativa y flexibilidad de la mente 6.- Trabajar de modo sistemático 7.- Trabajar independientemente 8.- Trabajar cooperativamente 9.- Profundizar en el estudio de las matemáticas 10.- Conseguir la confianza del alumno en sus habilidades matemáticas O en estudios y propuestas como el Informe Cokcroft (1982): Meta 1: Permitir que cada alumnos desarrolle, de acuerdo con sus propias aptitudes, las destrezas y los conocimientos matemáticos necesarios para su vida adulta, para el empleo y para continuar el estudio y la formación, siendo consciente al mismo tiempo de las dificultades que algunos alumnos experimentarán. Meta 2: Proporcionar a cada alumno el tipo de matemáticas que pueda necesitar para el estudio de otras materias. González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 45 Meta 3: Ayudar a cada alumno a desarrollar en lo posible su apreciación y disfrute de las matemáticas por sí mismas y su comprensión del papel que éstas han desempeñado y seguirán desempeñando tanto en el desarrollo de la ciencia y la tecnología como de nuestra civilización. Meta 4: Por encima de todo, hacer conscientes a todos los alumnos de que las matemáticas les proporciona un poderoso medio de comunicación. O el N.C.T.M. (1989), en cuyos planteamientos se empiezan a apreciar elementos que apuntan a los planteamientos actuales: Meta 1: Aprender a valorar las matemáticas. Comprender su evolución y el papel que desempeñan en la sociedad y en las ciencias. Meta 2. Adquirir confianza en la aptitud propia. Llegar a confiar en el pensamiento matemático propio y poseer la capacidad de dar sentido a situaciones y resolver problemas. Meta 3. Adquirir la capacidad de resolver problemas matemáticos. Esto es esencial para llegar a ser un ciudadano productivo y exige experiencia para resolver diversos problemas generalizados y no rutinarios. Meta 4. Aprender a comunicarse matemáticamente. Aprender los signos, los símbolos y los términos matemáticos. Meta 5. Aprender a razonar matemáticamente. Realizar conjeturas, reunir pruebas y construir argumentos matemáticos. Asimismo, son de destacar los fines establecidos en documentos curriculares, tales como el Decreto de Educación Primaria de la Junta de Andalucía (1992): "La finalidad que se le atribuye a la formación matemática es la de favorecer, fomentar y desarrollar en los alumnos la capacidad para explorar, formular hipótesis y razonar lógicamente, así como la facultad de usar de forma efectiva diversas estrategias y procedimientos matemáticos para plantearse y resolver problemas relacionados con la vida cultural, social y laboral". Este problema central aparece también en los debates y reuniones de expertos, como ocurre en el caso de D Ambrosio (1979) sobre el trabajo realizado en el ICME III y la reflexión de Romberg, T. (1991) sobre las funciones de la Educación Matemática. Este último considera dos tipos de justificaciones: funcionales y otras; las comentamos brevemente a continuación. Las justificaciones funcionales se basan en la idea de que las matemáticas satisfacen una necesidad funcional de largo alcance, es decir, son necesarias para la formación de los sujetos en orden a cumplir diversas finalidades tanto individuales como sociales o científicas. Las cuestiones que surgen a partir del planteamiento anterior tienen que ver con las matemáticas que serán útiles en el futuro, con las que deben ser comunes a todos los individuos y las que deben corresponder a currículos diferenciados, o con las matemáticas que se debieran implantar en el contexto de los diversos planes de reforma educativa. Las justificaciones no funcionales atienden, según Romberg, a razones que tienen que ver con la belleza de las matemáticas, con el desarrollo de capacidades, actitudes y destrezas de alto nivel, con la necesidad de formación de matemáticos profesionales o con la importancia de las matemáticas como parte de nuestra cultura. Niss, en un trabajo más reciente (Rico, op. cit., pág. 10), y en la misma línea que Romberg, reconoce también dos tipos de argumentos en los estudios sobre fines de la Educación Matemática: argumentos utilitarios y argumentos de formación general. Entre los primeros se encuentran: la formación para desenvolverse en la vida y las necesidades tanto laborales como para el estudio de otras ciencias. Entre los segundos se pueden situar: el desarrollo de las capacidades formativas, de la personalidad y de las actitudes asì como las que atienden al carácter estético y recreativo de las matemáticas. Pero no parece haber aún consenso en las respuestas que hay que dar a la pregunta: Porqué enseñamos matemáticas? (op. cit., pág. 11). Por otra parte no está clara la correspondencia entre los fundamentos contemplados y las implicaciones curriculares que se pretenden derivar de los mismos (op. cit., pág. 10), González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 56 ya que se aprecian disparidades e incoherencias entre las finalidades pretendidas y la puesta en práctica del currículo de matemáticas; entre los fundamentos y las prácticas reales. Se pueden identificar dos categorías amplias de finalidades: socioculturales y formativas. Las finalidades socioculturales tienen que ver con la transmisión de la herencia cultural básica de cada sociedad y con la consecución de dos tipos de finalidades sociales: a) proporcionar al ciudadano común las herramientas matemáticas básicas para su desempeño social; b) proporcionar cualificación profesional adecuada para atender a las necesidades y a los retos de la sociedad actual. No en vano, el conocimiento matemático no puede considerarse aislado del medio cultural, se conforma socialmente, es público y tiene lugar mediante relaciones de comunicación entre las personas. La Matemática y la Educación Matemática no pueden vivir de espaldas a la realidad sociocultural, sencillamente porque tendrían que vivir de espaldas a los matemáticos que hacen posible la creación matemática y a los alumnos que la aprenden, recrean y transmiten en el futuro, lo cual es un contrasentido. Es de destacar aquí la contribución de las matemáticas a cuestiones tan relevantes como: los fenómenos políticos, económicos, ambientales, de infraestructuras, transportes, movimientos poblacionales; los problemas del tráfico en las ciudades; la necesidad y formación de profesionales cualificados; los suministros básicos; el diseño de parques y jardines; la provisión de alimentos; la economía familiar o la formación en cultura matemática de las nuevas generaciones. Entre las finalidades socioculturales se ha de tener en cuenta también que el conocimiento matematico es un conocimiento auxiliar de primer orden para la mayoría de las ciencias, de manera que la modelización matemática permite reducir los fenómenos a dimensiones manejables. El estudio de problemas importantes actuales, como el calentamiento de la atmósfera, la globalización, las células madre, energías alternativas, los problemas de la salud, etc., necesitan de las matemáticas. Por último, aunque no en último lugar, son importantes la difusión de los valores democráticos y de integración social así como la realización y el ejercicio de la crítica y el esfuerzo por la acción comunicativa, aspectos en los que las matemáticas proporcionan estilos de pensamiento adecuados. También tiene especial relevancia en este punto el debate sobre las aplicaciones de las matemáticas consideradas como conocimiento tecnológico y las consecuencias éticas y sociales de las mismas. Las finalidades formativas se justifican en base a la satisfacción de necesidades individuales. Pero la utilidad individual de la matemática en la vida diaria es más indirecta que directa. Quién ha tenido necesidad alguna de vez de hacer una integral, hallar las raíces de un polinomio de 6º grado o calcular un límite?. Es evidente que no es una justificación sólida, por sí sola. Sin embargo, quién no necesita cada día: ordenar, estructurar, establecer prioridades, axiomatizar, algoritmizar acciones, decidir estrategias, estimar, razonar, codificar y decodificar mensajes, construir comportamientos complejos, manejar varias variables simultáneamente, utilizar esquemas topológicos, etc.?. Esto sí es útil, pero, cómo se lo explicamos a los alumnos o a los padres?. Quizás no haya que explicárselo; simplemente que lo comprueben por ellos mismos. Está fuera de toda duda que las matemáticas son una herramienta intelectual potente, cuyo dominio porporciona privilegios y ventajas intelectuales (op. cit., pág. 15); la educación matemática debe contemplar, por este motivo, además de la información y la instrucción en habilidades y técnicas, el desarrollo de capacidades, estructuras conceptuales y procedimientos y estrategias cognitivas, tanto particulares como generales, que conformen un pensamiento abierto, creativo, crítico, autónomo y divergente. En este sentido, las matemáticas poseen unos valores formativos innegables, tales como: - La capacidad para desarrollar el pensamiento del alumno para determinar hechos, establecer relaciones, deducir consecuencias, y, en definitiva, potenciar el razonamiento y la capacidad de acción simbólica, el espíritu crítico, la tendencia a la exhaustividad, el inconformismo, la curiosidad, la persistencia, la incredulidad, la autonomía, la rigurosidad, la imaginación, la creatividad, la sistematicidad, etc. González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 67 - La utilidad para promover la expresión, elaboración y apreciación de patrones y regularidades, así como su combinación para pbtener eficacia o belleza; las matemáticas han de promover el uso de esquemas, representaciones gráficas, y fomentar el diseño de formas artísticas y la apreciación y creación de belleza; - La facilidad para estimular el trabajo cooperativo, el ejercicio de la crítica, la participación y colaboración, la discusión y defensa de las propias ideas, y para asumir la toma conjunta de decisiones; - La potencialidad para desarrollar el trabajo científico y para la búsqueda, identificación y resolución de problemas; - La riqueza de situaciones para movilizar este tipo de conocimientos, de manera que se estimule la gratificación por los esfuerzos intelectuales y la satisfacción con el trabajo bien hecho. En resumen Participamos de las consideraciones generales establecidas, que resumimos desde nuestro punto de vista en tres grandes finalidades de la Educación Matemática: El proceso de enseñanza-aprendizaje de las matemáticas debe favorecer y permitir alcanzar, mediante la adquisición de unos instrumentos, unas técnicas y procedimientos, unas habilidades, unas actitudes, unas estrategias y un vocabulario específico, una formación cultural e intelectual que permita al individuo: 1.- Su adaptación al medio, organizarlo y potencialmente transformarlo, lo que implica un conocimiento profundo del mismo y el desarrollo de capacidades relacionadas con el análisis de la realidad, la construcción de modelos y la creación de alternativas que mejoren la situación individual asi como de la sociedad y la vida en ella. 2.- Adquirir un buen nivel de autonomía intelectual, lo que se traduce en que el individuo sea capaz de analizar todas las posibilidades de una situación real o ficticia y, de entre ellas, elegir las mejores; 3.- Conocer la Matemática como parte de la cultura universal y desenvolverse en su mundo, lo que conlleva un gusto por el trabajo matemático y una profundización en los objetos y métodos propios, siendo consciente de su situación actual y de la evolución sufrida a través de la historia. La enseñanza de las matemáticas debe contribuir, al igual que otras disciplinas, al fin 1, es un factor importante para alcanzar el fin 2 y es fundamental para alcanzar el fin 3. Algunas precisiones finales - La determinación de los fines depende de la naturaleza y fenomenología del conocimiento, de su contribución formativa, de los medios de que se disponga y de intereses y consideraciones sociales, culturales, políticas y económicas, es decir, de lo que la sociedad establezca para el Sistema de la Educación Matemática a través de sus representantes y organismos; - Los fines condicionan en buena medida el proceso, los medios, la evaluación y los resultados; - No es suficiente con enunciar las finalidades para que se desarrollen de manera armoniosa y coordinada; - Algunas de las metas enunciadas suelen ser contradictorias en la práctica; - Los fines suelen ser sobreabundantes o excesivos y a veces utópicos; Evaluación diagnóstica del rendimiento Qué preparación matemática proporciona el Sistema Educativo? El concepto de evaluación atiende a la regulación tanto de la planificación de la enseñanza como de su desarrollo, constituyéndose en pieza clave del proceso educativo; constituye la base de lo que Giménez (1997) denomina la regulación del proceso educativo. Desde el punto de vista general de la enseñanza y aprendizaje de las matemáticas, las orientaciones dadas por el NCTM (1991) distinguen cinco propósitos en la acción de evaluar: 1) Propósito de diagnóstico: qué entiende el alumno, qué le es difícil, etc. González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 78 2) Retroalimentación docente: qué saben los alumnos de lo expuesto, qué ritmo llevar, etc. 3) Calificación: puede aplicar lo aprendido, puede pasar de nivel, etc. 4) Logros matemáticos generales: capacidad matemática general en relación con otros. 5) Valoración del programa: es eficaz el programa?. y las siguientes competencias matemáticas 3 a evaluar: a) Potencia matemática La potencia matemática engloba todos los aspectos del conocimiento matemático, su interconexión y su aplicación. - capacidad para aplicar lo que saben a la resolución de problemas. - capacidad de utilizar el lenguaje matemático para expresarse - capacidad de razonamiento y análisis - comprensión de la naturaleza de las matemáticas b) Resolución de problemas - formular problemas - aplicar diversas estrategias para resolver problemas - resolver problemas - comprobar e interpretar resultados - generalizar soluciones c) Comunicación - expresar ideas matemáticas hablando, escribiendo, demostrándolas y representándolas; - entender, interpretar y juzgar ideas matemáticas presentándolas de forma escrita oral o visual; - utilizar vocabulario matemático, notaciones y estructuras para representar ideas, describir relaciones y modelar situaciones. d) Razonamiento - utilizar el razonamiento inductivo para reconocer patrones y formular conjeturas; - utilizar el razonamiento proporcional y espacial - utilizar el razonamiento deductivo - analizar situaciones para hallar propiedades y estructuras comunes - reconocer la naturaleza axiomática de las matemáticas e) Conceptos matemáticos - dar nombre, verbalizar y definir conceptos; - identificar y generar ejemplos válidos y no validos; - utilizar modelos, diagramas y símbolos para representar conceptos; - pasar de un modo de representación a otro; - reconocer los diversos significados e interpretaciones de los conceptos - identificar propiedades de un concepto determinado - comparar y contrastar conceptos f) Procedimientos matemáticos - reconocer cuando es adecuado un procedimiento - explicar las razones para los distintos pasos de un procedimiento - llevar a cabo un procedimiento de forma fiable y eficaz - verificar el resultado de un procedimiento - reconocer procedimientos incorrectos - generar procedimientos nuevos g) Actitud matemática - confianza en el uso de la matemática 3 El término no tiene aquí el mismo significado que se está utilizando en la actualidad, pero se puede decir que estos planteamientos han constituído el gérmen para los principios y fines que se están tratando aquí. González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 89 - interés, curiosidad e inventiva al hacer matemáticas - valorar la aplicación matemática en la experiencia diaria. Pero en la reflexión que se presenta nos interesa particularmente la evaluación de diagnóstico con propósitos de averiguar si un proceso educativo en matemáticas prepara realmente a los alumnos para la adquisición de unas capacidades y competencias que se desea que constituyan los elementos clave que guíen en el futuro la formación matemática de las nuevas generaciones. De los resultados se seguirán recomendaciones y modificaciones curriculares en el sentido de introducir tales elementos básicos como principales organizadores de un nuevo currículo que será implementado en todos los paises de la Unión Europea. En Andalucía se han desarrollado recientemente dos evaluaciones del tipo mencionado: la evaluación del proyecto PISA 2003 y la evaluación de diagnóstico de la Junta de Andalucía. Evaluación PISA-OCDE 2003 Los nuevos objetivos de la educación europea tuvieron sus inicios en el proyecto Sócrates-Erasmus, conocido como proyecto Tunning, en el que se adoptaba la adquisición de competencias como eje central de los nuevos diseños y desarrollos curriculares. En consonancia con esta iniciativa, surgió en el seno de la OCDE el Programa Internacional de Evaluación de Estudiantes (Programme for International Student Assessment, PISA). El Programa para la Evaluación Internacional de los Alumnos PISA, es un estudio de evaluación internacional del rendimiento de los alumnos de 15 años, realizado a iniciativa y bajo la coordinación de la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE). Las materias evaluadas son: Matemáticas, Lectura, Ciencias y Solución de problemas. PISA evalúa el conocimiento y las destrezas de los alumnos de 15 años. El objetivo general es conocer como están preparados los alumnos de esa edad para afrontar los retos de la vida adulta en un contexto de vida cotidiana. PISA no es una evaluación curricular en la que se evalúa lo que se les ha enseñado a los alumnos en la escuela. Es una evaluación de los conocimientos y destrezas esperables en un alumno próximo a terminar su escolaridad obligatoria y a punto de incorporarse al mercado laboral o de proseguir estudios no obligatorios. El carácter no curricular de PISA facilita que los resultados entre países sean comparables, con independencia de los distintos modos de organizar las enseñanzas en cada país. Los estudios PISA se repiten cada tres años. En cada uno de ellos se profundiza especialmente en una de las materias. En el primer estudio, realizado en el año 2000, se profundizó en Lectura; participaron 32 países. En el segundo, realizado en 2003, se ha profundizado en Matemáticas y en él han participado 41 países. El tercer estudio se he llevado a cabo en 2006 y la materia principal ha sido Ciencias; han participado más de cincuenta países. En cada uno de los estudios, además de las pruebas de conocimientos y competencias sobre las materias señaladas, también se recoge información sobre el origen social, el contexto de aprendizaje y la organización de la enseñanza a través de cuestionarios dirigidos a los propios alumnos y a los directores de sus centros, con el fin de identificar los factores asociados a los resultados educativos.caracterizado por los siguientes elementos: Fines de la evaluación González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 910 1) concretar y someter a prueba los principios y elementos básicos del espacio europeo de Educación; 2) averiguar en qué medida los jóvenes de l5 años: o están preparados al finalizar la escolaridad obligatoria para utilizar lo que han aprendido en situaciones cotidianas, desempeñar un papel activo en la sociedad del siglo XXI y satisfacer los desafios que dicha sociedad les plantea 4 o dominan las herramientas matemáticas, usan y se implican con las Matemáticas y tienen un buen nivel de Alfabetización Matemática (Mathematical Literacy) en términos de capacidades relacionadas con las matemáticas y sus aplicaciones para enfrentarse con problemas cotidianos. Instrumento Una EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA del rendimiento acumulado de los estudiantes, en términos de capacidades para utilizar y hacer matemáticas en situaciones reales, es decir, para analizar, razonar y comunicar eficazmente cuando enuncian, formulan y resuelven problemas matemáticos en una variedad de dominios y situaciones. Todo ello significa, no sólo utilizar las matemáticas y resolver problemas matemáticos sino también, comunicar, relacionarse con las matemáticas, valorar e incluso apreciar y disfrutar con ellas. La evaluación se ha basado en unos principios y elementos básicos que son: - el concepto de alfabetización matemática - el concepto de competencia matemática - el concepto de matematización y se han tenido en cuenta: 1.- Las situaciones y contextos, en la medida en que en el proceso de hacer matemáticas (matematización) siempre se hace referencia a alguna parcela de la experiencia o de la realidad, incluso aunque esta sea virtual. 2.- Los contenidos matemáticos, tanto desde el punto de vista de la disciplina (aritmética, geometría, álgebra, etc.) como desde el punto de vista de los fenómenos reales (cantidad espacio y forma, cambios y relaciones, incertidumbre). 3.- Las competencias necesarias para desarrollar con soltura los procesos de matematización (aunque las competencias en sí no son variables de tarea sino de sujeto). Alfabetización Matemática Principios y elementos básicos Se conoce como alfabetización matemática o mathematical literacy a: La capacidad individual para identificar y entender el papel que las matemáticas tienen en el mundo, hacer juicios bien fundados y usar e implicarse con las matemáticas en aquéllos momentos en que se presenten necesidades en la vida de cada individuo como ciudadano constructivo, comprometido y reflexivo (OCDE, 2003). La alfabetización matemática.. se refiere a las capacidades de los estudiantes para analizar, razonar y comunicar eficazmente, cuando enuncian, formulan y resuelven problemas matemáticos en una variedad 4 Rico, L. (2003): Investigación en el aula de matemáticas. La evaluación González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1011 de dominios y situaciones.. (Rico, 2004) 5 y es considerada por unanimidad como un elemento muy importante a tener en cuenta para el desarrollo individual, social y científico de cualquier país. La alfabetización matemática supone: - atreverse a pensar con ideas matemáticas; - utilizar lo aprendido en situaciones usuales de la vida cotidiana; - que dicha utilización sea espontánea y con plena conciencia de su importancia y necesidad y de la evidencia de su utilidad, es decir, que sea incorporada plenamente al conjunto de instrumentos y capacidades que el sujeto utiliza en sus relaciones cotidianas con su entorno; Formación para una alfabetización matemática Una formación matemática adecuada y completa debe abarcar todos los aspectos de las matemáticas: o PURO O FUNDAMENTAL, como ciencia pura o APLICADO como ciencia aplicada o INSTRUMENTAL, como conjunto de herramientas prácticas o EDUCATIVO, como materia formativa o ESTÉTICO, como campo creativo y de belleza En consecuencia, la formación para una alfabetización matemática efectiva debe contemplar, al menos 6 : - los contenidos: conceptos y procedimientos matemáticos, aisladamente y en contextos (en su faceta de aplicación) - las técnicas y destrezas, aisladamente y en contextos (en su faceta de aplicación) - el conocimiento del uso social de las matemáticas, de su carácter práctico - las relaciones de las matemáticas con los valores de equidad, objetividad y rigor - los aspectos de creatividad, ingenio y belleza de las matemáticas Pero: - no es suficiente, aunque sí necesario, conocer los contenidos del currículo oficial de matemáticas, aunque quizás deberían ser conocidos o experimentados o aprendidos como medios y no como fines 7 ; - no es suficiente, aunque sí necesario, el mero dominio de los aspectos instrumentales básicos, de los conceptos y de las técnicas y destrezas matemáticas, aunque quizás deberían ser conocidos o experimentados o aprendidos como medios y no como fines; - la alfabetización matemática no se puede reducir al mero conocimiento de los conceptos, procedimientos y destrezas matemáticas. Estos son prerrequisitos, pero no son suficientes. Amplitud de la alfabetización matemática La alfabetización matemática no sólo aporta beneficios específicos, relacionados con las matemáticas, sino que contribuye a la formación o alfabetización general. Se encuentra en el centro de los modos según los que se percibe y comprende el mundo y es un componente esencial de dicha alfabetización general o liberating literacy, que tiene que ver con la comprensión de los hechos generales y sus relaciones en la construcción del mundo, cubriendo cuestiones que tienen que ver con la naturaleza, la sociedad, la cultura, la tecnología, etc. y sus relaciones. Aquí se pueden poner como ejemplos los siguientes: distinguir entre astronomía y astrología; entre medicina científica y no científica; entre 5 Evaluación de competencias matemáticas. Proyecto PISA/OCDE En: Castro y de la Torre (eds.). Actas del VIII Simposio de la SEIEM. A Coruña. Universidad de A Coruña. 6 Nota añadida del autor 7 Opinión del autor González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1112 psicología y espiritismo; entre afirmaciones descriptivas y normativas; entre hechos e hipótesis; exactitud y aproximación; el comienzo y el fin de la racionalidad, etc. Alfabetización matemática y rendimiento escolar tradicional Es posible que existan personas con un buen nivel de alfabetización matemática y que, sin embargo, su rendimiento en las matemáticas escolares ha sido bajo o malo?. De hecho, la alfabetización matemática se configura mediante un repertorio básico de conocimientos, técnicas y destrezas matemáticas a las que hay que añadir un cúmulo de capacidades y competencias constituidas sobre la base de la utilización de dicho repertorio en contextos cotidianos. Es posible que un individuo no domine las reglas algebraicas, la resolución de la ecuación de segundo grado, el signo igual, etc. y tenga un buen nivel de pensamiento algebraico y relacional?. Es posible que tenga una formación amplia en regularidades, patrones y relaciones funcionales desde un punto de vista práctico y no domine la simbolización algebraica, las propiedades y las manipulaciones algebraicas formales?. En este caso, se puede dar un mayor grado de alfabetización, aunque limitado por la falta de dominio de cuestiones que permiten extender y ampliar las competencias. La alfabetización aquí se produce a través de las experiencias vividas fuera del contexto de la educación formal?. Algunas cuestiones para la reflexión Surgen numerosas cuestiones interesantes, como por ejemplo: - hasta qué punto es importante el contenido, las destrezas, los conceptos, los procedimientos matemáticos desarrollados en el currículo escolar tradicional? - es necesario realizar una selección urgente de contenidos matemáticos elementales? es necesario revisar los contenidos? y la metodología? Conjetura La alfabetización matemática se consigue gracias al desarrollo de capacidades específicas que denominamos competencias matemáticas Competencias matemáticas El concepto de competencia hace referencia a lo que el individuo es capaz de hacer (capacidad de respuesta) 8. El concepto de competencia matemática está íntimamente relacionado con el punto de vista funcional de las matemáticas, que tiene que ver con: - las matemáticas como modo de hacer - la utilización de herramientas matemáticas - el conocimiento matemático en funcionamiento y en el que intervienen los siguientes elementos: o tareas contextualizadas o herramientas conceptuales y procedimientales o sujeto cognitivo y las relaciones entre ellos, tal y como se representa en el gráfico adjunto. Sujeto 8 Este planteamiento coincide con el que se adopta a propósito de las manifestaciones observables de la comprensión según el modelo para el diagnóstico y evaluación de la comprensión del conocimiento matemático de Gallardo (2004) González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1213 Competencias (cognitivas, matemáticas) Capacidades, conocimientos,... generales y específicos Pensar y razonar Argumentar Comunicar aprende y utiliza Representar Modelizar... Matemáticas Herramientas conceptuales y procedimentales Actúa y aplica Conocimientos básicos, destrezas Significados Realidad Tareas y situaciones Fenómenos Contextos Problemas Tres significados para el término competencia: 1).- La competencia como dominio de estudio y finalidad principal y prioritaria de la enseñanza y el aprendizaje de las matemáticas. Tiene que ver con la idea de alfabetización matemática y un modo global de hacer matemáticas, de resolver problemas prácticos; 2).- La competencia como conjunto de procesos generales. Las competencias son procesos matemáticos generales que concretan las finalidades educativas, orientan las tareas y caracterizan los niveles en el rendimiento de los alumnos 3).- Las competencias agrupadas en forma de grupos o niveles de complejidad cognitiva expresables mediante una escala. Utilidad múltiple del concepto de competencia matemática Las competencias matemáticas sirven para: 1.- Propósitos formativos Para orientar los procesos de formación hacia el desarrollo de determinadas capacidades. 2.- Propósitos normativos para especificar aspectos curriculares, fines, métodos, etc. 3.- Propósitos descriptivos para describir y caracterizar las prácticas de enseñanza de las matemáticas en el aula, las respuestas de los estudiantes, los fines que se persiguen con determinadas tareas, etc. 4.- Propósitos comparativos Se pueden comparar diferentes curricula, diferentes clases de educación matemática, en diferentes niveles o en diferentes lugares, etc. 5.- Propósitos evaluadores; como soportes metacognitivos para evaluación de procesos tanto de profesores como de alumnos González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1314 Las competencias matemáticas han sido analizadas con los fines descritos por Niss, M. (1999) 9 a propósito de la preparación del Proyecto danés KOM (Competencias y aprendizaje de las Matemáticas). De dichos planteamientos, aunque esta vez con fines comparativos y evaluadores, la OCDE adoptó una parte de dichas consideraciones para el desarrollo del proyecto PISA Veamos primero el enfoque de Niss con una cierta amplitud para pasar posteriormente al exámen de las consideraciones realizadas para la elaboración y desarrollo del proyecto PISA Competencias matemáticas según Niss Arranca de la pregunta Qué significa dominar las matemáticas?: domina las matemáticas quién posee competencias matemáticas. Poseer una competencia, o ser competente, en algún campo o dominio de la vida personal, profesional o social es dominar, en un cierto grado y dependiendo de las condiciones y circunstancias, aspectos esenciales de la vida en ese dominio o campo. Poseer competencia matemática significa: poseer habilidad para comprender, juzgar, hacer y usar las matemáticas en una variedad de contextos intra y extra matemáticos y situaciones en las que las matemáticas juegan o pueden tener un protagonismo Las competencias matemáticas: - se adquieren, se construyen o se desarrollan; - se poseen, se dispone de ellas o se tienen en mayor o menor grado; - se manifiestan en las actuaciones del sujeto ante situaciones que las activan. Es necesario distinguir, por tanto, entre tareas de diagnóstico, tareas de aprendizaje y tareas de aplicación o utilización práctica de dichas competencias, si bien todas pueden cumplir todas las funciones con las orientaciones adecuadas. Requisitos básicos (necesarios pero no suficientes) para tener competencia matemática: - poseer conocimiento factual - poseer destrezas técnicas Tipos de competencias matemáticas y situaciones en las que se manifiestan 10 El autor distingue dos grupos de competencias: 1º grupo, competencias 1, 2, 3 y 4. 2º grupo, competencias 5, 6, 7 y 8 Primer grupo Tienen que ver con la habilidad para preguntar y responder cuestiones en matemáticas y por medio de las matemáticas 1.- PENSAR MATEMÁTICAMENTE (dominar los modos matemáticos de pensamiento) - proponer cuestiones características de las matemáticas conociendo las clases de respuestas (no necesariamente las respuestas concretas ni como obtenerlas); - comprender y manejar el alcance y las limitaciones de un concepto dado; - ampliar el dominio de un concepto abstrayendo algunas de sus propiedades; - generalizar los resultados a clases más amplias de objetos; - distinguir entre diferentes clases de enunciados / afirmaciones matemáticas, incluyendo sentencias condicionadas, cuantificadores, suposiciones, definiciones, teoremas, conjeturas, casos, etc. 9 Niss, M. (1999).- Mathematical competencias and the learning of mathematics: The Danish KOM Project 10 Se proponen algunos ejemplos a pesar de la complejidad de la elección y representatividad de las tareas y situaciones. González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1415 Ejemplos: 1.a.- Dos hermanos se quieren repartir un campo rectangular en partes iguales. Cómo lo pueden hacer?. De cuántas maneras distintas?. Cómo pueden estar seguros de que los trozos son iguales?. 1.b.- Sin hacer la multiplicación se puede saber si 17 x 28 es mayor o menor que 400?. Explica porqué. Hay varias formas de hacerlo?. 2.- PROPONER Y RESOLVER PROBLEMAS DE MATEMÁTICAS - identificar, proponer y especificar diferentes clases de problemas de matemáticas (puro-aplicado, abierto con solución-cerrado, etc.); - resolver diferentes clases de problemas de matemáticas (puro-aplicado, abierto con solución o cerrado, propuesto por otros o por uno mismo, propuestos de diferentes modos, etc.); Ejemplos: 2.a.- 2.b.- Encontrar los números enteros a, b, c y d tales que: 4 / a = 1 / b + 1 / c + 1 / d 3.- MODELIZAR MATEMÁTICAMENTE (analizar, construir y evaluar modelos) Se puede entender también la competencia de modelización como el conjunto de habilidades, destrezas y actitudes que son importantes para el proceso de modelización matemática. Dicho proceso se puede referir a: - analizar fundamentos y propiedades de modelos existentes, valorar su rango y validez; - decodificar modelos existentes (traducir e interpretar elementos de un modelo en términos de la realidad modelizada); - aplicar un modelo a un contexto dado, lo que requiere: - estructurar el campo - matematizar - interpretar y resolver problemas González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1516 - trabajar con el modelo - validar el modelo, interna y externamente - analizar y criticar el modelo, en sí mismo y en sus posibles alternativas - comunicar el modelo y sus resultados - observar y controlar el proceso de modelización Niveles en la competencia de modelización 11 Nivel 1.- Reconocer y comprender la modelización Se caracteriza por la habilidad para: - reconocer y describer el proceso de modelización, - caracterizar, distinguir y localizar las fases en el proceso de modelización Nivel 2.- Modelización independiente Se caracteriza por la habilidad para: - analizar y estructurar los problemas y abstraer las cantidades, - adoptar diferentes perspectivas, - aplicar y establecer modelos matemáticos, - trabajar sobre modelos matemáticos, - interpretar resultados y otros aspectos de los modelos, - validar los modelos y el proceso completo. Nivel 3.- Reflexión sobre el proceso de modelización Se caracteriza por la habilidad para: - analizar críticamente el proceso de modelización, - caracterizar los criterios para la evaluación del modelo utilizado, - reflexionar sobre la causa de la modelización, - reflexionar sobre las aplicaciones de las matemáticas. Ejemplos basados en el estudio PISA (OCDE, 2003) para cada uno de los niveles El problema del tanque de agua (nivel 1) Tenemos un tanque vacio que se llena de agua a la razón de un litro por segundo. Lo que aparece en las figuras siguientes son los resultados de un proceso de construcción de un modelo realizado por un grupo de alumnos. En dicho proceso, los alumnos han hecho ciertas suposiciones sobre el tanque con las que han dibujado el gráfico que acompaña al dibujo del tanque. 1.0 m 11 Los niveles y ejemplos que se mencionan en este apartado han sido elaborados a partir de: Henning, H.; Keune, M. (2004). Levels of modelling competence. Department of Mathematics. Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, Germany. González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1617 1.5 m altura 1.5 m Tanque de agua tiempo a) Describe cómo crees que los alumnos realizaron el proceso de modelización b) Qué suposiciones hicieron? c) Qué clase de modelo usaron? d) Cuál puede ser el próximo paso teniendo en cuenta el gráfico? Fiesta escolar (nivel 2) (resolver un problema utilizando técnicas de modelización) Se va a celebrar una fiesta en el colegio a la que va a venir a tocar un famoso grupo musical. La mayoría de los alumnos del centro y de otros centros cercanos querrán asistir a la fiesta, de manera que es posible que se llene el local. Sabiendo que el grupo cobra una cantidad y que el colegio subvenciona con otra cantidad, los organizadores te encargan la tarea de averiguar el máximo número de personas que caben en el gimnasio y fijar un precio para la entrada. a) Explica como harías para resolver el problema y los pasos necesarios para encontrar la solución; b) Completa la tarea como creas conveniente. Si falta información precisa, emplea la estimación. Los organizadores quieren convencer al Director del colegio mediante una presentación corta de las conclusiones de tu trabajo, c) Elabora un guión corto con los puntos clave para que dicha exposición sea convincente Accidentes de tráfico (nivel 3) (reflexión crítica sobre el proceso de modelización y su uso en una aplicación real; evaluar el uso tendencioso de modelos matemáticos en general) En la siguiente tabla se indica el número de muertes por accidente de tráfico en un pais en una serie de años. año Número de accidentes La tabla es utilizada por una marca de coches conocida para justificar la necesidad de un nuevo sistema de seguridad instalado en sus vehículos. El slogan que acompaña a la tabla es el siguiente: Cada 10 años se duplica o triplica el número de accidentes. Con nuestros vehículos equipados con el sistema HB1 viajará más seguro!!! a) Es correcta la frase de la primera parte del slogan?. Justifica la respuesta b) Porqué esta casa comercial utiliza este recurso matemático? González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1718 c) Es posible utilizar erróneamente las matemáticas? 4.- RAZONAR MATEMÁTICAMENTE - seguir y valorar cadenas de argumentos - saber lo que es una demostración matemática y cómo se diferencia de otras clases de razonamiento y de otras clases de razonamiento matemático (por ejemplo el razonamiento heurístico) - descubrir las ideas básicas en una línea argumental, distinguiendo principales sublíneas a partir de detalles, ideas y aspectos técnicos Ejemplos: 4.a.- Completa: 8 x b.- Cada cuadrado tiene de área 1. Qué parte del total representa lo sombreado? 4.c.- razonamiento combinado geométrico-algebraico sobre el teorema de Pitágoras Segundo grupo de competencias. Tienen que ver con la habilidad para utilizar el lenguaje y las herramientas matemáticas. González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1819 5.- REPRESENTAR OBJETOS Y SITUACIONES MATEMÁTICAS - comprender, utilizar, decodificar e interpretar diferentes clases de representaciones de objetos, fenómenos y situaciones matemáticas y distinguir entre ellos; - comprender y utilizar las relaciones entre diferentes representaciones de la misma entidad u objeto, incluido el conocimiento de sus restricciones y limitaciones; - elegir entre diferentes representaciones y pasar de unas a otras Ejemplos: 5.a.- 5.b.- González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 1920 6.- UTILIZAR SIMBOLOS Y FORMALISMOS MATEMÁTICOS - decodificar e interpretar lenguaje matemático simbólico y formal y comprender sus relaciones con el lenguaje natural; - comprender la naturaleza y las reglas de los sistemas matemáticos formales (desde ambos puntos de vista, sintáctico y semántico); - traducir entre el lenguaje natural y el lenguaje simbólico/formal; - utilizar y manipular sentencias y expresiones que contienen símbolos y formulas. Ejemplos: 6.a.- el cuadrado del binomio. Proceso de investigación mediante cuadrados de puntos Extraido de Gómez, B. (1992).- Las Matemáticas y el proceso educativo. Cap. 2 En: Área de Conocimiento Didáctica de la Matemática. Madrid: Síntesis González Marí, J. L. Didáctica de la Matemática UMA 20 Mostrar más
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