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La modelación en la Matemática Educativa: sus métodos de investigación y el impacto en la formación y desarrollo de la docencia de la matemática.

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Resumen El desarrollo de la educación contemporánea de la matemática considera el conocimiento matemático dentro y fuera de la escuela, e integra la modelación para que la matemática sea usada en la vida del ciudadano. Esto conlleva examinar una categoría matemática, para la escuela, que valore las relaciones horizontales y recíprocas entre la matemática y el mundo real. Para tal fin se consideraron aproximaciones teóricas en el contexto de la construcción social del conocimiento matemático: la socio-crítica, la reproducibilidad, la etnomatemática, la socioepistemología y el ecosistema interdisciplinar. Los principios que subyacen en estas aproximaciones norman los programas de la modelación matemática. Con este marco se reflexionó sobre el impacto educativo de estos programas y el rol del docente de matemáticas. Palabras clave: modelación y categoría matemática, realidad, educación Abstract The development of contemporary mathematics education considers mathematical knowledge inside and outside the school and integrates modeling so that mathematics is used in real life of the citizens. This involves examining a mathematical category at school, that values the horizontal and reciprocal relationships between mathematics and the real world. For the context of this article, theoretical approaches are considered in relation to the social construction of mathematical knowledge: socio-critical perspective, the reproducibility, ethnomathematics, socioepistemology and interdisciplinary ecosystems. The principles that underlie these approaches regulate the programs of mathematical modelling. With this framework we reflect on the educational impact of these programs and the role of the mathematics teachers.
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LA MODELACIÓN EN LA MATEMÁTICA EDUCATIVA: SUS
MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN Y EL IMPACTO EDUCATIVO EN
LA FORMACIÓN Y DESARROLLO DE LA DOCENCIA DE LA
MATEMÁTICA
MODELLING IN MATHEMATICS EDUCATION: METHODS OF
RESEARCH AND THE EDUCATIONAL IMPACT ON THE
TRAINING AND DEVELOPMENT OF MATHEMATICS TEACHERS
Resumen
El desarrollo de la educación contemporánea de la matemática considera el conocimiento matemático dentro y fuera
de la escuela, e integra la modelación para que la matemática sea usada en la vida del ciudadano. Esto conlleva
examinar una categoría matemática, para la escuela, que valore las relaciones horizontales y recíprocas entre la
matemática y el mundo real. Para tal fin se consideraron aproximaciones teóricas en el contexto de la construcción
social del conocimiento matemático: la socio-crítica, la reproducibilidad, la etnomatemática, la socioepistemología
y el ecosistema interdisciplinar. Los principios que subyacen en estas aproximaciones norman los programas de la
modelación matemática. Con este marco se reflexionó sobre el impacto educativo de estos programas y el rol del
docente de matemáticas.
Palabras clave: modelación y categoría matemática, realidad, educación
Abstract
The development of contemporary mathematics education considers mathematical knowledge inside and outside
the school and integrates modeling so that mathematics is used in real life of the citizens. This involves examining
a mathematical category at school, that values the horizontal and reciprocal relationships between mathematics and
the real world. For the context of this article, theoretical approaches are considered in relation to the social
construction of mathematical knowledge: socio-critical perspective, the reproducibility, ethnomathematics,
socioepistemology and interdisciplinary ecosystems. The principles that underlie these approaches regulate the
programs of mathematical modelling. With this framework we reflect on the educational impact of these programs
and the role of the mathematics teachers.
Key words: modeling and mathematical category, reality, education
Francisco Cordero, Jhony Alexander Villa-Ochoa, Milton Rosa, Liliana Suárez-Téllez, Pablo
Carranza, E. Johanna Mendoza-Higuera
Centro de Investigación de Estudios Avanzados-IPN (México). Universidad de Antioquia
(Colombia). Universidade Federal de Ouro Preto (Brasil). Instituto Politécnico Nacional (México).
Universidad Nacional de Río Negro (Argentina), Universidad Industrial de Santander (Colombia)
fcordero@cinvestav.mx, jhony.villa@udea.edu.co, milton@cead.ufop.br, lsuarez@ipn.mx,
pcarranza@unrn.edu.ar, edijomen@uis.edu.co
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n Introducción
El Grupo de Discusión la Modelación Matemática y la Matemática Educativa (conformado por los autores de este
artículo; quienes participaron como ponentes en el Grupo de Discusión, en las actividades del Relme 32) reflexionó
y cuestionó sobre la diversidad de Programas de Modelación Matemática según las aproximaciones teóricas.
Enmarcó la reflexión en la construcción social del conocimiento matemático debido a que la demanda educativa de
estos programas consiste en que la matemática sea usada en la vida del ciudadano. Este hecho conlleva estudiar
la matemática fuera de la escuela, lo que deriva en significados sobre la educación de la matemática, la pluralidad
matemática, el impacto educativo y la formación y desarrollo de la práctica docente. Sin embargo, dependiendo de
qué se entiende por “educación matemática”, se encuentran diferentes pronunciamientos en relación con la utilidad
de la matemática en la educación. Blum y Borromeo-Ferri (2009) afirman que la modelación matemática puede
apoyar el aprendizaje de las matemáticas en términos de motivación, comprensión y retención. Pero también existen
tensiones; por ejemplo, los investigadores han buscado distinciones entre lo que constituyen las tareas de resolución
de problemas y lo que forma una tarea de modelación. Aún no se logran poner de acuerdo (Zawojewski, 2013).
Además, como lo mencionan Hirsh & McDuffie (2016), un desafío adicional para la educación matemática es la
falta de comprensión de la modelación matemática en contraste con la matemática de la modelación. El avance es
innegable, la modelación matemática en la enseñanza juega hoy un papel importante en educación matemática. Sin
embargo, nos gustaría llamar la atención hacia otro aspecto. En este panorama, la base para definir lo que es
modelación matemática es la ciencia; por ejemplo, el Common Core State Standards for Mathematics (CCSSM)
dice que modelar significa usar matemáticas o estadística para describir una situación del mundo real y deducir
información adicional de la situación por el cálculo y análisis matemático y/o estadístico (Common Core Standards
Writing Team, 2013). La definición es viable, seguramente para modeladores matemáticos, y para los que creen en
la modelación para la educación matemática. Pero aquí nuestros cuestionamientos: ¿la gente (o el ciudadano), cómo
modela?; ¿cómo usa la modelación la gente?
El epílogo de este apartado podría ser que el desarrollo de la educación de la matemática ha considerado, entre otros
aspectos, entender el conocimiento matemático en la escuela y fuera de ella, e integrar la modelación matemática
para que la matemática sea usada en la vida del ciudadano y en la fuerza de trabajo. Ambas orientaciones coinciden
en un principio: “relacionar” la matemática con el mundo real. Sin embargo, la tensión radica en el constructo
“relación”. Una asume como conocimiento verdadero el de la escuela (o el académico) por lo cual “mide” la
emulación de ese conocimiento en el cotidiano, y la otra, privilegia las “acciones” sobre la modelación matemática.
Nosotros, sostenemos que hay una categoría de la matemática que valora las relaciones horizontales y recíprocas
entre la matemática y el mundo real y dejamos que ahí se construyan las modelaciones que sucedan (Orey & Rosa,
2015; Villa-Ochoa & Berrío, 2015; Carranza, 2016; Cordero, 2016).
n Marco referencial
La perspectiva socio-crítica y el programa de modelación
Villa-Ochoa, Rosa y Gavarrete (2018) apuntan que existen comprensiones diferenciadas de la modelación, de sus
propósitos y alcances en el ámbito de la Educación Matemática. En Latinoamérica: hay una “comprensión y uso de
la modelación en la que se busca matematizar determinadas ideas, procedimientos o prácticas matemáticas presentes
en la cotidianidad de diferentes grupos culturales” (p. 7-8). Para los autores, la modelación matemática, además de
los aspectos conceptuales, también ha puesto la atención en
[...] los intereses de los sujetos que modelan, sus relaciones con la cultura y las comunidades en las
que se involucra, las necesidades e intereses que motivan el estudio de fenómenos a través de la
matemática, y el uso no subordinado de contextos, los conocimientos propios de la sociedad y la cultura
(p. 9).
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En coherencia con estos planteamientos, la perspectiva sociocrítica (Araújo, 2009; Barbosa, 2006) de la modelación
se preocupa por trascender el interés en los aspectos conceptuales y el desarrollo de competencias por la
configuración de ambientes que promuevan la participación crítica de los estudiantes en el aprendizaje de las
matemáticas (Parra-Zapata y Villa-Ochoa, 2016) y en la sociedad a través de discusiones sobre cuestiones políticas,
económicas ambientales en las cuales las matemáticas sirven como soporte tecnológico (Araújo, 2009). En la
perspectiva sociocrítica, la atención se dirige a develar el uso de las matemáticas en la sociedad.
La reproducibilidad y el programa de modelación en la práctica docente
La investigación educativa es una de las fuentes de las innovaciones en el salón de clase. A una década de trabajar
en el Seminario Repensar las Matemáticas, la lectura de artículos científicos con profesores de matemáticas
universitarios, Soto, Luna y Navarro (2016) han encontrado que uno de sus principales intereses se concentra en las
tareas matemáticas que se presentan en las investigaciones de corte teórico, o que forma parte de los experimentos
de enseñanza, en las investigaciones empíricas. Para entender los procesos de transformación, al incorporar la
modelación en el salón de clases, se considera importante investigar cuáles son los elementos de reproducibilidad
de las tareas de modelación graficación. Tomando como referencia una tarea de Modelación-Graficación con
tecnología (Suárez, 2014), presentada desde una perspectiva socioepistemológica, se buscaron reportes de
investigaciones que la retomaran para analizar las adecuaciones que sufrió en su diseño. Las categorías de análisis
de la adecuación de la tarea que encontramos son 1) la fundamentación epistemológica, 2) los elementos didácticos
del rediseño de la tarea y 3) las consideraciones metodológicas de la instrumentación de la tarea y el análisis de
resultados. Profundizar la investigación sobre los usos de diversas tareas de modelación (Villa-Ochoa, Castrillón-
Yepes y Sánchez-Cardona, 2017) dentro de la comunidad de investigación, para identificar los elementos que se
reproducen, por un lado, y comprender los elementos que se rediseñan, por otro, pueden aportar conocimiento sobre
las condiciones de integración de la modelación en la práctica docente.
Las etnomatemáticas y la modelación: etnomodelación
La etnomodelación es la utilización de las etnomatemáticas por medio de la modelación de situaciones y problemas
que están presentes en el cotidiano de los miembros de grupos culturales distintos y tiene por objetivo la ampliación
y el perfeccionamiento de su conocimiento matemático, pues alude al fortalecimiento de la identidad y de las raíces
culturales de estos individuos, como seres autónomos y capaces (Rosa & Orey, 2003). De esa manera, los enfoques
que delinearán esta acción pedagógica están relacionados con los sistemas de conocimientos vinculados al cotidiano
de los miembros de grupos culturales distintos, que pueden ser matematizados y traducidos al lenguaje de otros
sistemas de conocimientos matemáticos (Rosa & Orey, 2017). Así, matematizar ideas, procedimientos y prácticas
matemáticas desarrolladas por estos miembros significa trabajar con las etnomatemáticas (D’Ambrosio, 1990). En
consecuencia, partiendo del principio de que la matematización es una de las etapas más importantes de la
modelación matemática, pues en esta etapa sucede la traducción de situaciones y problemas para el lenguaje
matemático académico, Rosa & Orey (2017) argumentan que la modelación es una de las posibles propuestas para
iniciar la acción pedagógica para las etnomatemáticas, pues la etnomodelación proporciona a los estudiantes una
acción pedagógica que conecta estas prácticas matemáticas a las prácticas proporcionadas por la adquisición de los
conocimientos matemáticos académicos.
El ecosistema interdisciplinar y el programa de modelación
En la Universidad Nacional de Río Negro, Argentina, estamos realizando proyectos interdisciplinarios vinculados
a la comunidad a partir de la clase de Matemática (Carranza 2016). Estos proyectos buscan darle sentido al
aprendizaje. La dinámica principal consiste en promover que las disciplinas emerjan como herramientas racionales
para las tomas de decisiones que el proyecto demanda. Para ello, un conjunto de características nos resulta necesario:
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a) Demanda de precisión: las cuestiones a tratar requieren precisión en su tratamiento y procesos de modelación
para favorecer la aparición de conceptos disciplinares; b) Integracn de tiempos: usualmente, el aprendizaje es
percibido por muchos estudiantes como una inversión para el eventual futuro profesional. Nosotros consideramos
que el aprendizaje debe ser de utilidad para el hoy también (Carranza 2016); c) Integración con la comunidad: los
proyectos se orientan a dar una respuesta real y concreta a un problema de la comunidad (Chrestia, Carranza,
Quijano, Goin y Sgreccia, 2015). Entendemos que el aprendizaje debe ser de beneficio personal para el estudiante
pero también colectivo y esto de manera directa; d) Integración de disciplinas: los problemas reales raramente son
abordables desde una sola disciplina; y e) Integración de personas e instituciones: los proyectos son
intencionalmente complejos, ellos requieren del trabajo colectivo no solo entre estudiantes sino también entre
carreras y entre instituciones (Carranza, Sgreccia, Quijano, Goin y Chrestia, 2017).
La socioepistemología y el programa de modelación
Asumimos un principio P´: la matemática funcional propia de la gente en la relación recíproca y horizontal entre
la matemática y el cotidiano. Este P´ genera una categoría de modelación z(Mod) que pone en juego el uso del
conocimiento matemático, U(CM), de la gente, en situaciones específicas. Con este supuesto no preexisten la
Realidad ni la Matemática. Se considera que la gente vive entre situaciones diversas, Sk . Entonces en el tránsito
entre Sk, suceden epistemologías Ej (pluralidad) y transversalidades Tn (resignificaciones). Sin embargo, las Sk
podrían estar sobre dominios de conocimiento Dm y en las alternancias entre los Dm. Siendo así, la categoría de
modelación es la resignificación de usos, Res(U(CM), cuando sucede un tránsito entre Sk y Sm, incluso en alternancia
de dominios. Este es el conocimiento que genera z(Mod) y se compone de dos ejes: la institucionalización y la
transversalidad de saberes, donde suceden situaciones Sij, dominios Dj y alternancias de escenarios: escuela-
académico, trabajo-profesión y ciudad- cotidiano. Al esquema de la relación de todos esos elementos, le llamamos
Marco del saber matemático de z(Mod) (Cordero, 2017).
n Algunos ejemplos
La modelación en el salón de clases
A manera de ejemplo, Villa-Ochoa (2016) utilizó el modelo matemático del crecimiento fetal para promover en los
estudiantes (futuros profesores) experiencias en las que usen modelos ya construidos en otras disciplinas.
Inicialmente, el autor promovió el reconocimiento de las variables que intervienen en el fenómeno y de algunas de
las características propias del modelo en la representación gráfica; involucró a los estudiantes en una descripción y
comprensión del modelo, para ello, promovió la participación de los estudiantes en la búsqueda de preguntas y
cuestionamientos que pudieran ser resueltos a través del modelo. Posteriormente, involucró a los estudiantes en la
exploración conceptual de la covariación entre las variables involucradas en el fenómeno. Se formularon preguntas
como: ¿Se puede observar algún patrón de crecimiento fetal durante el curso de la gestación? ¿Cuáles factores
pueden influir o determinar el peso al nacer? Existen etapas en el proceso de gestación ¿Cuáles podrían ser los
intervalos en los cuales se caracterizan esas etapas? ¿Cuáles criterios podrían definirlas y cuáles serían los pesos
fetales promedio en tales etapas? Dado que la modelación no es solo una herramienta para el aprendizaje de la
matemática, se promovieron acciones que pudieran aportar al futuro desempeño profesional de los participantes.
Para el caso de la investigación, el autor creó una fase, dentro de la modelación, en la que promovió reflexiones de
la modelación y su uso en las futuras prácticas profesionales. A partir de la experiencia, Villa-Ochoa (2016) señaló
que los estudiantes tienden a concentrar sus esfuerzos en la construcción de una expresión algebraica; ello, por el
grado de confianza que genera la manipulación algebraica en la determinación de cantidades y descripciones sobre
el fenómeno. Depositar la actividad matemática, conforme el autor documentó, en el análisis de modelos ya
construidos, aportó para que los estudiantes reconocieran usos sociales de los modelos matemáticos; otras maneras
de producción de conocimientos matemáticos en el aula; y que en los modelos matemáticos se puede romper reglas
cuando se encuentran en un ámbito extramatemático.
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La introducción de la modelación en la práctica docente
Para avanzar en la comprensión de cuáles son los aspectos de modelación que se reproducen en la práctica docente,
se ilustra a continuación los elementos de una Situación de Modelación del Movimiento cuyo diseño está
condicionado por los datos epistemológicos que aporta la categoría Modelación-Graficación para el estudio de la
variación y el cambio (Suárez, 2014), a saber: la graficación antecede a la función, la gráfica es argumentativa, y
el uso de las gráficas tiene un desarrollo. En ese sentido, en el diseño se consideraron los siguientes elementos: 1)
la situación establecerá como condición el uso de las gráficas para estudiar un fenómeno de variación, de tal manera
que sea propensa a generar preguntas sobre la variable con respecto al tiempo, o sobre cómo cambia, 2) la situación
debe ser susceptible a simularse mediante una toma de datos de la variable (distancia, temperatura), en diversos
instantes de tiempo, generando múltiples realizaciones, identificación de patrones, realización de ajustes y
desarrollo en el razonamiento, 3) se construirán argumentos relacionados con el funcionamiento del uso de las
gráficas en la modelación. Conjuntando los elementos se espera, de parte de los participantes, una reorganización
de sus conocimientos para establecer una nueva forma del uso de las gráficas para la realización de estas tareas y,
también, se espera que los estudiantes hagan funcionales algunos de los argumentos construidos. Cabe mencionar,
que este diseño se ha trabajado en talleres de formación docente en los que no se concibe al profesor sólo como un
usuario de las actividades, sino que nos concentramos en sus decisiones en clase al convertirse en diseñador de
situaciones de aprendizaje, que tome en cuenta sus contextos educativos y sus propios saberes. Los profesores
proponen la planeación de una situación problemática trabajada a partir de la modelación graficación con tecnología.
En la fase de planeación por parte de los docentes se observa un avance al inventar o adaptar situaciones de
aprendizaje para trabajar contenidos matemáticos de su asignatura con la modelación-graficación con tecnología.
En cuanto al uso de la tecnología han hecho visibles el uso del celular (para sacar video) y del Tracker (programa
que procesa el video y al determinar variables del movimiento grafica relaciones entre las variables), con ello se
discute la complejidad de afrontar el reto de implementación de estrategias didácticas con tecnología de manera
colegiada, en grupos de dos y tres profesores. En cuanto a las categorías que definen la reproducibilidad
identificadas en la literatura tenemos que para los profesores: 1) la fundamentación epistemológica, los datos
epistemológicos de la modelación-graficación en este caso, sirven como argumentos de justificación en el uso de la
actividad, 2) los elementos didácticos del rediseño de la tarea representan una guía para la instrumentación de sus
propias actividades de aprendizaje y 3) las consideraciones metodológicas de la instrumentación de la tarea y el
análisis de resultados, hasta este momento no han sido trabajadas por los profesores. Estos primeros datos nos dan
elementos para afirmar que los profesores toman de las investigaciones los aspectos prácticos y que sirven para
implementar estrategias novedosas en sus salones de clase.
La modelación en la cultura
Para mostrar el proceso de modelación en las culturas, un grupo de estudiantes, en Brasil, en un curso de
especialización, buscaron comprender, entender, y saber cuáles eran las matemáticas utilizadas por Joaquim, en
Ijuí, en Rio Grande do Sul, quien producía vinos y construía sus propios toneles, utilizando ideas, procedimientos
y prácticas matemáticas, por medio del proceso de matematización que fue transmitido por sus antepasados italianos
(Bassanezi, 2002). La figura 1 muestra una matematización del tonel de vino.
Figura 1. Matematización del tonel de vino. (Bassanezi, 2002)
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En otro ejemplo, Rios (2000) buscó entender y comprender el proceso mental de idealización de ponchos
(vestimenta utilizada como abrigo o sobretodo) y aguayos (vestimenta utilizada como mantilla) que son
confeccionados por las campesinas bolivianas por medio de etnomodelos mentales. En esta investigación, Rios
(2000) describió las prácticas matematizadoras que son utilizadas en la confección de estos tipos de vestimentas y,
observó que durante este trabajo las campesinas están constantemente evaluando y analizando los resultados,
alterándolos, en caso de que el etnomodelo obtenido no esté de acuerdo con las representaciones mentales que
fueron previamente concebidas.
La modelación en la interdisciplinariedad
Compartiremos aquí un tipo de proyecto que venimos realizando desde el año 2014. Se trata de la construcción e
instalación de molinos Savonius en puestos rurales de la Patagonia Argentina. Ese año construimos e instalamos el
primero. Durante los años 2015 y 2016 construimos otro y al presente nos encontramos construyendo 8 molinos
que serán instalados por los estudiantes en puestos rurales. En particular estos proyectos permiten abordar procesos
relativamente completos de modelación de manera integral. En efecto, el contexto real y motivador aparece como
problemática a resolver. Ese contexto presenta variables relevantes a retener y otras a descartar. El proceso de
selección e identificación de las variables relevantes resulta rico en debates en general para los estudiantes. Luego
se produce la articulación de las variables para llegar a construir un modelo pertinente. La instancia siguiente
consiste en descubrir y analizar nuevas relaciones entre las variables, ya ahora en el marco del modelo para,
finalmente, volcar esos análisis a la realidad que lo motivó. Resulta interesante observar cómo esos análisis
efectuados en el plano del modelo son muy potentes en términos de relaciones inferidas las que por cierto serían
casi imposibles de elaborar si se trabajara en el plano del contexto real. La figura 2 muestra uno de estos molinos al
momento de su instalación.
Figura 2. Montaje del molino. (Chrestia et al., 2015)
Abajo pueden verse algunas imágenes de análisis efectuados en el plano de la modelación sobre cuestiones a
resolver en el proyecto con ayuda del software GeoGebra.
Figura 3. Variación de los esfuerzos y vibración del rotor
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El primero corresponde al estudio de variación de los esfuerzos en las riendas en función de la ubicación de la
misma. El segundo, a partir del área variable al viento, él permite explicar las vibraciones del rotor, entre otras
cuestiones.
La modelación en la transversalidad de saberes
La transversalidad de saberes exige de un estatus epistemológico que rinda cuentas del conocimiento matemático
con relación a los cotidianos de otras disciplinas. Se requiere ubicar una dimensión social que problematice la
relación de los dominios multidisciplinares (Cordero, 2017). En consecuencia, el programa de transversalidad de
saberes valora los conceptos en torno al conocimiento, para mejorar el aprendizaje de la matemática, como: la
institucionalización, usos e instrumentos, las prácticas sociales que norman las construcciones del conocimiento, el
cotidiano, la labor, el trabajo y las acciones humanas, (Mendoza y Cordero, 2012). A continuación, se presenta un
ejemplo que dará cuenta de la función y forma del conocimiento matemático desde la condición del ingeniero; el
cual compone un marco de referencia para favorecer el diálogo entre la matemática y la ingeniería (Mendoza y
Cordero, 2018). En este caso, se considera a la Ingeniería Biónica. Ésta se concibe como el conjunto de
conocimientos interdisciplinarios entre la electrónica y la biología para crear sistemas artificiales y reproducir las
características y la estructura de organismos vivos (Mendoza y Cordero, 2018). Estudiamos una comunidad de estos
ingenieros, durante tres meses, en diseños de situación de Sistemas de Control: construyen dispositivos artificiales
que se conforman de procesos que se requieren controlar, para reproducir características y estructuras deseadas.
Esta comunidad la delimitamos en su profesión y formación escolar. La estabilidad de estos sistemas, modelados
por ecuaciones diferenciales, conlleva la emergencia de diferentes conceptos y técnicas para la Teoría de Control y
para la matemática misma (Mendoza y Cordero, 2018). En el diseño se observaron tres momentos. M1: Dinámica
del sistema, M2: Ajuste de la función de transferencia o modelo de comportamiento, M3: Control de la señal de
salida y estabilidad. Cada momento está sujeto a la Reproducción de Comportamientos deseados; es decir, que la
señal de salida tienda a comportarse como el valor de referencia. De esta manera, la estabilidad se significa en el
comportamiento de las señales de un sistema de control, provocando procedimientos como la comparación entre
las señales, lo que conlleva variar los parámetros de la ecuación diferencial que modela el sistema y significándola
como un instrumento que modela la estabilidad de la señal de salida y así reproducir el comportamiento inicialmente
propuesto. El artefacto considerado fue un “Sistema de control de temperatura de un foco” (ver figura 4).
Figura 4. Sistema de control de temperatura de un foco. (Mendoza y Cordero, 2018)
El escenario escolar de esa comunidad de ingenieros, nos ofreció una transversalidad del uso de la estabilidad: la
Reproducción de un Comportamiento en un Sistema de Control. Se problematiza el diseño (la instrucción que
organiza comportamientos). Esto compone una epistemología de usos, la cual se confronta con la matemática
escolar. Reproducción de comportamientos es una categoría de modelación que expresa una matemática funcional;
en ese sentido ecuaciones diferenciales, comoc= , son el modelo de la reproducción de comportamientos:
no se trata deencontrar la solución que no se conoce”, son instrucciones que organizan comportamientos
(Mendoza y Cordero, 2018).
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n Implicaciones y conclusiones
Las perspectivas señaladas anteriormente obligan a reflexionar sobre los programas habituales de formación y
desarrollo del docente de matemáticas en todos los niveles educativos. Elementos como: valorar los usos del
conocimiento matemático que emergen en la gente; la matematización de la realidad, elaborada por miembros
pertenecientes a grupos culturales distintos; los proyectos interdisciplinarios y su relación con los cursos de
matemáticas; los diseños de situación de modelación-graficación que incentivan el uso de la tecnología digital y
reconocer los usos sociales de los modelos matemáticos; crean visiones ontológicas y epistemológicas que en
general no están incluidas en los programas educativos de Latinoamérica y tal vez del mundo. Entonces, habrá que
crear programas de acompañamiento permanente, con el profesorado, que reconstruyan la matemática escolar. En
ese sentido, concluimos que las prospectivas de la investigación y de la afectación a la educación de la matemática
deberán construir caminos cada vez más estrechos entre la matemática (escolar) y el cotidiano de la gente (realidad).
Los programas de modelación con base en la construcción social del conocimiento son consecuentes con esa idea.
Estos programas señalan la emergencia de un núcleo epistemológico que derivará en el cambio de la matemática
escolar acompañado de la función del docente. Tal núcleo compondrá diferentes líneas simultáneas donde sucedan
las transversalidades de saberes y la función del docente será mantenerlas como acciones del aprendizaje. Tenemos,
entonces, el compromiso de generar el diálogo entre los diferentes programas de modelación para mejorar
conjuntamente los aprendizajes de la matemática.
n Referencias bibliográficas
Araújo, J. (2009). Uma Abordagem Sócio-Crítica da Modelagem Matemática: a perspectiva da educação
matemática crítica. ALEXANDRIA. Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, 2(2), 5568.
Barbosa, J. C. (2006). Mathematical modelling in classroom: a socio-critical and discursive perspective. ZDM,
38(3), 293–301. https://doi.org/10.1007/BF02652812
Bassanezi, R. C. (2002). Ensino-aprendizagem com modelagem matemática. São Paulo, SP, Brasil: Editora
Contexto.
Blum, W. & Borromeo-Ferri, R. (2009). Mathematical Modelling: Can it be taught and learnt? Journal of
Mathematical Modelling and Application, 1(1), 45-58.
Carranza, P. (2016). Cálculo y construcción de un molino Savonius. Una propuesta didáctica integral. Novedades
Educativas, (306).
Carranza, P. Sgreccia, N. Quijano, T. Goin, T. y Chrestia, M. (2017). Ambientes de aprendizaje y proyectos
escolares con la comunidad. Revista Latinoamericana de Etnomatemática, 10(1), 50-61.
Chrestia, M.; Carranza, P.; Quijano, T.; Goin, M. y Sgreccia, N. (2015). Proyectos con la comunidad. Un camino
hacia la integración de los conocimientos. Novedades Educativas, 299, 30-36.
Common Core Standards Writing Team. (2013). Progressions for the Common Core State Standards in Matheatics
(draft). High School, Modeling. Tucson, AZ: Institute for Mathematics and Education, University of Arizona.
Cordero, F. (2016). Modelación, Funcionalidad y Multidisciplinariedad: el eslabón de la matemática y el cotidiano.
En J. Arrieta y L. Díaz (Coord.). Investigaciones Latinoamericanas. Modelación de la Matemática Educativa
(pp. 59-88). Barcelona, España: Gedisa.
Cordero, F. (2017). La matemática y lo matemático. Transversalidad y modelación: un programa
socioepistemológico. Manuscrito en preparación.
D’Ambrosio, U. (1990). Etnomatemática: arte ou técnica de explicar e conhecer. São Paulo, SP, Brasil: Editora
Ática.
Hirsh, C. & McDuffie, A. (2016). Annual Perspectives in Mathematics Education: Mathematical Modeling and
Modeling Mathematics. USA: NCTM.
Mendoza-Higuera, E.J. & Cordero, F. (2012). El uso de las ecuaciones diferenciales y la ingeniería como
comunidad. Acta Latinoamericana de Matemática Educativa, 25, 1023 - 1030
SECCIÓN 4 / EL PENSAMIENTO DEL PROFESOR, SUS PRÁCTICAS Y
ELEMENTOS PARA SU FORMACIÓN PROFESIONAL
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- 547 -
Mendoza-Higuera, E.J. & Cordero, F. (2018). La Modelación en las Comunidades de Conocimiento Matemático.
El Uso Matemático en Ingenieros Biónicos. El Caso de la Estabilidad. Revista Latinoamericana de
Etnomatemática, 11(1), 36 61.
Orey, D. C. & Rosa, M. (2015). Three approaches in the research field of ethnomodeling: emic (local), etic (global),
and dialogical (glocal). Revista Latinoamericana de Etnomatemática, 8(2), 364-380.
Parra-Zapata, M. M. & Villa-Ochoa, J. A. (2016). Interacciones y contribuciones. Formas de participación de
estudiantes de quinto grado en ambientes de modelación matemática. Actualidades Investigativas en Educación,
16(3), 127. https://doi.org/10.15517/aie.v16i3.26084
Rios, D. P. (2000). Primero etnogeometría para seguir con etnomatemática. In: Domite, M. C. (Ed.). Anais do
Primeiro Congresso Brasileiro de Etnomatemática – CBEm-1 (pp. 357-375). São Paulo, SP, Brasil: FE-USP.
Rosa, M. & Orey, D. C. (2003). Vinho e queijo: etnomatemática e modelagem! BOLEMA, 16(20), 1-16.
Rosa, M. & Orey, D. C. (2017) Etnomodelagem: a arte de traduzir práticas matemáticas locais. São Paulo, SP,
Brasil: Editora Livraria de Física.
Soto, A.Y.; Luna, V.H. y Navarro, M.R. (Julio, 2016). Competencias digitales para la innovación: las Comunidades
virtuales de aprendizaje de matemáticas, Bioquímica y cultura financiera. Paper presentado en el 13th
International Congress on Mathematical Education, Hamburgo.
Suárez, L. (2014). Modelación-graficación para la matemática escolar. México: Díaz de Santos.
Villa-Ochoa, J.A. Castrillón-Yepes, A. y Sánchez-Cardona, J. (2017). Tipos de tareas de modelación para la clase
de matemática. Espaço Plural, 18 (36), 219-251.
Villa-Ochoa, J. A. & Berrío, M. J. (2015). Mathematical Modelling and Culture: An Empirical Study. In G. A.
Stillman, W. Blum & M. S. Biembengut (Eds.), Mathematical Modelling in Education Research and Practice
(pp. 241-250). Switzerland: Springer
Villa-Ochoa, J. A. (2016). Aspectos de la modelación matemática en el aula de clase. El análisis de modelos como
ejemplo. En J. Arrieta & L. Díaz (Eds.), Investigaciones latinoamericanas de modelación de la matemática
educativa (pp. 109–138). Barcelona: Gedisa.
Villa-Ochoa, J. A.; Rosa, M. & Gavarrete, M. E. (2018). Aproximaciones socioculturales a la Modelación en
Educación Matemática. Aportes de una comunidad latinoamericana. Revista Latinoamericana de
Etnomatemática, 11(1), 4–12.
Zawojewski, J. (2013). Problem solving versus modeling. In R. Lesh, P. L. Galbraith, C. R. Haines & A. Hurford
(Eds.), Modeling students’ mathematical modeling competencies (pp. 237–43). New York, NY: Springer.
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Este artículo presenta un panorama de investigaciones colombianas y brasileras sobre Modelación Matemática en el ámbito de la Educación Matemática. Nuestro objetivo fue identificar el uso de la modelación en las investigaciones realizadas en ambos países. Para eso, realizamos dos búsquedas en bancos de dados; en Colombia se buscó los GrupLAC de grupos de Colciencias y se confrontó la información de la RECOMEM. En Brasil se utilizó el Banco de Tese da Capes. Para el caso de Colombia, la selección de los documentos se hizo teniendo en cuenta que fueran publicaciones en revistas, libros o capítulos de libro. En el caso de Brasil, por haber un estado de arte de investigación en el tema hasta 2015, utilizamos ese estudio y seleccionamos las investigaciones más recientes de 2016 y 2017. Presentamos las investigaciones y con el análisis configuramos categorías de semejanza que permitieran conocer más sobre los enfoques teóricos, metodológicos y los usos da Modelación Matemática como campo investigativo. Las categorías formadas fueron: 1) herramienta para: a) enseñar y aprender Matemática, b) desarrollar habilidades y competencias, c) resolver problemas con/por medio de la Matemática; d) formación política, crítica, democrática; e) establecer ambientes contextualizados e interdisciplinarios con la matemática; y 2) objeto de estudio: a) aprender a modelar; b) relación con otros enfoques y teorías y c) estudio de la investigación sobre modelación. De modo general, podemos notar similitudes y diferencias entre las producciones entre ambos países, y aspectos sobre el tipo de investigación debe realizarse.
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Este artículo presenta una tipología de tareas de modelación que emergió después de analizar parte de las propuestas reportadas en el campo de la modelación matemática. El análisis se centra en la referencia que los enunciados ofrecen acerca de los contextos y la realidad, así como de los propósitos, alcances y limitaciones que se reportan cuando se implementan las tareas. La tipología ofrece cuatro categorías y, algunas de ellas, poseen subcategorías que ilustran características de las tareas que pueden disponerse para la modelación matemática en el aula. Además, en cada categoría se presentan posibilidades y limitaciones que pueden aportar en la toma de decisiones frente a la elección del tipo de tareas, tanto para el trabajo matemático en el aula como para la investigación. Abstract: This article presents a typology of modelling tasks that arose from analyzing some proposals reported in mathematical modelling. The analysis is focused on the reference that the statements provide about the contexts and reality, as well as the purposes, scope and limitations that emerge when the tasks are implemented. This typology provides four categories and their respective subcategories to illustrate characteristics of the tasks, which would take into account for the mathematical modelling in the classroom. In addition, each category provides some possibilities and limitations that would contribute to decision-making regarding the task-type choice for both, mathematical activity in the classroom and research.
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La literatura internacional llama la atención sobre la importancia de promover espacios de participación en ambientes de aprendizaje de la matemática escolar; sin embargo la cantidad de investigaciones que se ocupe de estudiarla en ambientes de modelación en la Educación Primaria es insuficiente. En este sentido se desarrolló una investigación que se preocupó por estudiar cómo un grupo de estudiantes de quinto grado participó en ambientes diseñados con algunas características de la perspectiva socio-crítica de la modelación matemática. La investigación fue cualitativa y en ella participaron estudiantes de quinto grado (9-11 años) de una institución educativa de la Ciudad de Medellín. Para analizar la participación de los estudiantes centramos la atención en las manifestaciones orales y escritas, las acciones y las explicaciones de los estudiantes en dos (2) episodios ocurridos en ambientes de modelación matemática. Los resultados permitieron identificar que cuando los estudiantes se involucran en ambientes que promueven su participación, se comprometen con la descripción e interpretación de las situaciones a estudiar, la matematización de relaciones propias de la situación y la interpretación y el análisis de las soluciones propuestas. En consecuencia, pudimos analizar y caracterizar las interacciones y las contribuciones como una forma de participación. Los resultados ofrecen una comprensión de la participación de los estudiantes en ambientes de modelación matemática, y por lo tanto, algunas nociones y aportes teóricos en Educación Matemática
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Mathematical Modelling: Can It Be Taught And Learnt? Werner Blum & Rita Borromeo Ferri Journal of Mathematical Modelling and Application 2009, Vol. 1, No. 1, 45-58 Abstract Mathematical modelling (the process of translating between the real world and mathematics in both directions) is one of the topics in mathematics education that has been discussed and propagated most intensely during the last few decades. In classroom practice all over the world, however, modelling still has a far less prominent role than is desirable. The main reason for this gap between the goals of the educational debate and everyday school practice is that modelling is difficult both for students’ and for teachers. In our paper, we will show examples of how students and teachers deal with demanding modelling tasks. We will refer both to results from our own projects DISUM and COM² as well as to empirical findings from various other research studies. First, we will present some examples of students’ difficulties with modelling tasks and of students’ specific modelling routes when solving such tasks (also dependent on their mathematical thinking styles), and try to explain these difficulties by the cognitive demands of these tasks. We will emphasise that mathematical modelling has to be learnt specifically by students, and that modelling can indeed be learned if teaching obeys certain quality criteria, in particular maintaining a permanent balance between teacher's guidance and students’ independence. We will then show some examples of how teachers have successfully realised this subtle balance, and we will present interesting differences between individual teachers’ handling of modelling tasks. In the final part of our paper, we will draw some consequences from the reported empirical findings and formulate corresponding implications for teaching mathematical modelling. Eventually, we will present some encouraging results from a recent intervention study in the context of the DISUM project where it is demonstrated that appropriate learning environments may indeed lead to a higher and more enduring progress concerning students’ modelling competency.
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O objetivo do texto é mostrar a modelagem matemática como uma estratégia para o ensino e aprendizagem de matemática.
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Este artigo, de cunho teórico, tem por objetivo promover uma reflexão mais profunda sobre o que quero dizer quando falo em abordagem da modelagem matemática segundo a educação matemática crítica (EMC). Inicio classificando-a como pertencente à perspectiva sócio-crítica no sistema proposto por Kaiser e Sriraman (2006). A seguir, procuro caracterizar a modelagem segundo a EMC, destacando o diálogo e a democracia na formação política dos estudantes, a proximidade dessa abordagem à etnomatemática, o questionamento ao absolutismo da matemática, o questionamento a modelos matemáticos como formatadores da sociedade, a participação crítica dos estudantes na sociedade, discutindo questões políticas, econômicas, ambientais, nas quais a matemática serve como suporte tecnológico. Nesse sentido, preocupo-me com uma educação matemática dos estudantes que não vise apenas instrumentá-los matematicamente, mas que também proporcione sua atuação crítica na sociedade, por meio desse conhecimento matemático, o que é uma forma de proporcionar sua emancipação como cidadãos.
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En este trabajo presentamos nuestro Proyecto de Investigación en el cual participan estudiantes y docentes de dos escuelas de nivel medio de la ciudad de Allen (Río Negro) junto a profesores e investigadores que trabajamos en dos universidades nacionales. Mediante este proyecto se busca, entre otros objetivos, la aplicación real de contenidos escolares, para desarrollar acciones que sirvan a la comunidad; en este caso, el diseño y construcción de secaderos solares de frutas y vegetales, para uso de los horticultores de la zona.
Conference Paper
This chapter is the third in a series intended to prompt discussion and debate in the Problem Solving vs. Modeling Theme Group. The chapter addresses distinctions between problem solving and modeling as a means to understand and conduct research by considering three main issues: What constitutes a problem-solving vs. modeling task?: What constitutes problem-solving vs. modeling processes?: and What are some implications for research?
Article
In this paper, I outline a socio-critical perspective of modelling in mathematics education and discuss implications for analysis of students' activities at the micro level. In particular, a discursive perspective is presented with contributions from discursive psychology. Recent studies and classroom examples are taken into consideration. ZDM-ClassificationC50-M10
Cálculo y construcción de un molino Savonius. Una propuesta didáctica integral
  • P Carranza
Carranza, P. (2016). Cálculo y construcción de un molino Savonius. Una propuesta didáctica integral. Novedades Educativas, (306).