hacia un modelo de enseñanza para las fracciones basado en...

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1- 1 2017. En Xxxx (Eds.). 4 Coloquio de Doctorado (vol. 1, págs. XXX-YYY). México. Hacia un modelo de enseñanza para las fracciones basado en el uso de applets: El caso de Álvaro Carlos Valenzuela García y Olimpia Figueras Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional [email protected], [email protected] Resultados parciales de una investigación en la cual se construye un Modelo Teórico Local para las fracciones y su enseñanza se exponen en este artículo. Parte de la construcción comprende el diseño y desarrollo de una secuencia de enseñanza, en la que se usan applets como herramientas tecnológicas y la recta numérica como recurso didáctico y conceptual. Entre los objetivos de la indagación se tienen: 1) coadyuvar a la mejora del objeto mental fracción de alumnos de 11 a 13 años de edad de comunidades marginadas y 2) favorecer el uso de herramientas tecnológicas en esas poblaciones. La secuencia de enseñanza se probó en un estudio piloto en el que participó Álvaro; sus actuaciones antes, durante y después de la enseñanza permiten afirmar que mejoró su objeto mental; su conocimiento inicial relacionado con fenómenos de partición de figuras geométricas contribuyó a consolidar el aspecto de la fracción como medidora. Palabras claves: Modelo Teórico Local sobre fracciones, recta numérica, objeto mental fracción, applets para la enseñanza. Planteamiento del problema y objetivos Entre las investigaciones que se hacen en el campo de la Matemática Educativa, el aprendizaje y la enseñanza de las fracciones siguen siendo temas de interés. En México, la afirmación anterior se puede sustentar en el informe de Avila (2016), y está vinculada con el hecho de que las fracciones forman parte del currículo de la educación básica (SEP, 2011). Además, es un tema difícil de enseñar y con el cual los alumnos enfrentan grandes dificultades al hacer tareas, ejercicios, actividades o resolver problemas (Ni y Zhou, 2010, Siegler, Fazio, Bailey y Zhou, 2013). Investigar sobre el tema de las fracciones es importante para diseñar herramientas que promuevan la mejora del objeto mental fracción de los estudiantes. Siguiendo las ideas de Freudenthal (1983), un objeto mental se entiende como el conjunto de ideas que han elaborado los alumnos sobre un concepto matemático (el objeto pensado) y su relación con los fenómenos que éste organiza. El objeto mental fracción de un alumno mejora cuando éste logra resolver una gama amplia de problemas que se relacionan con los distintos fenómenos que organiza dicho concepto. La trascendencia del estudio de las fracciones en la educación matemática ha sido ya

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1- 1

2017. En Xxxx (Eds.). 4 Coloquio de Doctorado (vol. 1, págs. XXX-YYY). México.

Hacia un modelo de enseñanza para las fracciones basado en el uso de applets: El caso de Álvaro

Carlos Valenzuela García y Olimpia Figueras

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional

[email protected], [email protected]

Resultados parciales de una investigación en la cual se construye un Modelo Teórico Local para

las fracciones y su enseñanza se exponen en este artículo. Parte de la construcción comprende el

diseño y desarrollo de una secuencia de enseñanza, en la que se usan applets como herramientas

tecnológicas y la recta numérica como recurso didáctico y conceptual. Entre los objetivos de la

indagación se tienen: 1) coadyuvar a la mejora del objeto mental fracción de alumnos de 11 a 13

años de edad de comunidades marginadas y 2) favorecer el uso de herramientas tecnológicas en

esas poblaciones. La secuencia de enseñanza se probó en un estudio piloto en el que participó

Álvaro; sus actuaciones antes, durante y después de la enseñanza permiten afirmar que mejoró su

objeto mental; su conocimiento inicial relacionado con fenómenos de partición de figuras

geométricas contribuyó a consolidar el aspecto de la fracción como medidora.

Palabras claves: Modelo Teórico Local sobre fracciones, recta numérica, objeto mental

fracción, applets para la enseñanza.

Planteamiento del problema y objetivos

Entre las investigaciones que se hacen en el campo de la Matemática Educativa, el

aprendizaje y la enseñanza de las fracciones siguen siendo temas de interés. En México,

la afirmación anterior se puede sustentar en el informe de Avila (2016), y está vinculada

con el hecho de que las fracciones forman parte del currículo de la educación básica

(SEP, 2011). Además, es un tema difícil de enseñar y con el cual los alumnos enfrentan

grandes dificultades al hacer tareas, ejercicios, actividades o resolver problemas (Ni y

Zhou, 2010, Siegler, Fazio, Bailey y Zhou, 2013).

Investigar sobre el tema de las fracciones es importante para diseñar herramientas

que promuevan la mejora del objeto mental fracción de los estudiantes. Siguiendo las

ideas de Freudenthal (1983), un objeto mental se entiende como el conjunto de ideas que

han elaborado los alumnos sobre un concepto matemático (el objeto pensado) y su

relación con los fenómenos que éste organiza. El objeto mental fracción de un alumno

mejora cuando éste logra resolver una gama amplia de problemas que se relacionan con

los distintos fenómenos que organiza dicho concepto.

La trascendencia del estudio de las fracciones en la educación matemática ha sido ya

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resaltada por algunos investigadores. Freudenthal (1983) afirma que las fracciones son el

recurso fenomenológico de los números racionales. Por otro lado, Kieren (1992) sostiene

que los números racionales “son una parte rica de las matemáticas que proporciona

ideas a las personas más allá de los números enteros, y es un vehículo para relacionar

esos conocimientos de números con muchos aspectos de las matemáticas y sus

aplicaciones” (pág. 327). Mientras que Siegler et al. (2012) concluyeron a través de un

estudio longitudinal que el conocimiento de las fracciones y la división son predictores

del desempeño en matemáticas de alumnos egresados de primaria hasta el bachillerato.

Por todo lo anterior, en el proyecto de investigación que se está realizando, se intenta

apoyar la construcción de herramientas que permitan enriquecer o crear nuevos

modelos de enseñanza para las fracciones. Los resultados que se exponen en este

artículo forman parte de un estudio más amplio en el que se construye un Modelo

Teórico Local (MTL) sobre las fracciones y su enseñanza; y en cuya fase de

experimentación del MTL se diseñó una secuencia de enseñanza para las fracciones.

Como ya se mencionó, los objetivos generales de la investigación son: 1) contribuir a la

mejora del objeto mental fracción de alumnos de 11 a 13 años de edad de comunidades

marginadas y 2) favorecer el uso de herramientas tecnológicas en esas poblaciones.

Una parte de la investigación en desarrollo comprende, como ya se ha enunciado, un

estudio piloto, en el que se pone a prueba la secuencia de enseñanza diseñada. Los

propósitos del estudio piloto son: (1) validar la secuencia de enseñanza en general y sus

elementos en particular y (2) bosquejar una metodología de análisis que permita

caracterizar tanto el objeto mental fracción de los estudiantes, como su mejoría. Para dar

cuenta de este último propósito se expone el caso de Álvaro, un estudiante de primer

año de secundaria que participó en el estudio piloto.

Marco teórico y metodológico

Para el desarrollo de la investigación global se ha elegido como marco teórico y

metodológico a los Modelos Teóricos Locales (Filloy, Rojano, Puig y Rubio, 1999). Desde

el punto de vista teórico, este marco permite observar los fenómenos inmersos en una

problemática enfocada a través de la interrelación que existe entre sus cuatro

componentes: (1) modelos de competencia formal, (2) modelos de enseñanza, (3)

modelos de procesos cognitivos, y (4) modelos de comunicación.

Desde el punto de vista metodológico, los MTLs permiten organizar la

investigación. Así, este estudio se lleva a cabo en seis fases, en la primera se identifica la

problemática, se construyen los componentes del MTL inicial que sirven como

referentes teóricos y se plantean hipótesis que posteriormente serán contrastadas con el

análisis resultante de la parte experimental. La segunda fase se refiere al diseño de la

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experimentación, en la que se construye una secuencia de enseñanza y se diseñan un

cuestionario inicial y uno final para evaluar los usos y aspectos de las fracciones. En la

tercera fase, por medio de un estudio piloto, se validan a través de las actuaciones de los

estudiantes, los cuestionarios y la secuencia de enseñanza. La fase cuatro comprende la

descripción de los resultados de esa indagación. Las fases cinco y seis corresponden a la

experimentación y al análisis, respectivamente, de las actuaciones de estudiantes

mexicanos de una comunidad marginada, estas dos últimas fases aún no se efectúan. En

este documento se describen de forma breve los resultados de las construcciones de los

componentes del MTL que sirven para sustentar las actuaciones de los alumnos en el

estudio piloto y la descripción del estudio de casos del que se da informe.

El componente formal del MTL

A partir del ejemplo de fenomenología didáctica de las fracciones elaborada por

Freudenthal (1983) se construye el componente formal del MTL, tomando en cuenta

además ideas de otros autores sobre los subconstructos de los números racionales, por

ejemplo, las de Kieren (1992). De acuerdo con Freudenthal (1983), una fenomenología

didáctica rica ayuda a proveer a los estudiantes de ejemplos para constituir mejores

objetos mentales. Los usos y aspectos de las fracciones desde el lenguaje cotidiano hasta

la formalización a través de construcciones matemáticas se exponen como resultado de

la construcción del componente formal. Este proceso permite al investigador u

observador tener un Sistema Matemático de Signos (en el sentido de Filloy et al. 1999)

más amplio y abstracto que el de quienes están siendo observados. Además, este

componente se constituye como un referente teórico para caracterizar los modelos de

enseñanza y las actuaciones de los estudiantes observados.

Las fracciones en el lenguaje cotidiano se utilizan principalmente para describir o

comparar cantidades, valores de magnitud, razones o procesos cíclicos o periódicos. Por

ejemplo: un medio de…, ¼ de pollo, la mitad del camino. Otros aspectos de las

fracciones distinguidos en el análisis fenomenológico son: la fracción como fracturador,

como comparador, como operador, como medidora y como número.

La fracción como fracturador se refiere al proceso de producir fracciones

(fracturar), por medio del cual se relacionan las partes con un todo. Esto podría surgir

de hacer una partición para repartir equitativamente, distribuir o simplemente dividir

cantidades o magnitudes con o sin resto. En el proceso de producir fracciones a partir de

la relación de un todo y sus partes, el todo puede ser discreto o continuo, definido o

indefinido, estructurado o carente de estructura.

De acuerdo con Freudenthal (1983) las fracciones también surgen de una

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comparación, la cual puede ser directa o indirecta. Cuando la comparación es directa, es

decir, los objetos que se comparan se consideran o piensan como si uno fuera parte del

otro, entonces esto se reduce a la fracción como fracturador. En cambio, cuando un

tercer objeto media entre los objetos que se comparan, la comparación es indirecta. En

este último caso se establece una relación razón entre las medidas de magnitud o entre los

propios objetos que se comparan.

En el proceso de establecer la relación razón se podría usar la fracción como

medidora, ya que se puede utilizar una medida no convencional o convencional para

determinar cuánto mide cada objeto o magnitud y así establecer la relación razón entre

ambos objetos en términos de esas medidas. La fracción como medidora también surge

en la medición, por ejemplo en la de segmentos sobre la recta numérica. Para identificar

las fracciones que preceden a una unidad de medida, en el proceso fue necesario usar las

fracciones en su aspecto de operador fracturante.

El operador fracción es considerado como el inverso del operador multiplicación, es

decir, el operador fracción actúa en el puro dominio del número. Se extiende esta

fenomenología a un ámbito más abstracto y formal de la matemática, donde se

identifican a las fracciones como elementos de las clases de equivalencia de un campo de

cocientes, el cual define a los números racionales.

El componente de los modelos de enseñanza del MTL

Para construir este componente se hizo una caracterización del modelo de enseñanza del

último ciclo de la escuela primaria –5to y 6to grados–. En este documento se muestran

los resultados obtenidos para 5to grado. La caracterización se hizo tomando en cuenta el

análisis de: los contenidos propuestos en los programas de estudio; las lecciones sobre

fracciones del libro de texto, y los applets propuestos para complementar lo que se

estudia en el libro. El análisis se hizo tomando en cuenta los primeros cuatro elementos

que determinan un modelo de enseñanza según Figueras (1988), es decir:

1) los significados particulares de un constructo, 2) el tratamiento didáctico

con el que se aproxima (sucesión de mensajes, ya sea informativos o

planteando situaciones problemáticas a resolver, apelativas, motivadores,

etc.), 3) los lenguajes que intervienen en las secuencias de enseñanza, 4) las

habilidades necesarias para comprender el primero vía el segundo, y, 5) las

relaciones inherentes entre todos estos elementos (pág. 21).

En esta investigación, los significados particulares de un constructo corresponden a los

aspectos y usos de las fracciones que se identifican en el componente formal del MTL. El

tratamiento didáctico con el que se aproxima dicho “constructo” se refiere a las

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secuencias de enseñanza estructuradas para favorecer el aprendizaje de los distintos

aspectos de la fracción. En el diseño de las secuencias se consideran diferentes recursos

didácticos, como la recta numérica, el modelo de áreas, los conjuntos discretos, tablas y

applets como recursos tecnológicos. En los “lenguajes” que intervienen en las secuencias

de enseñanza están el lenguaje cotidiano y las representaciones simbólicas, gráficas y

digitales (animaciones por computadora). El cuarto elemento del modelo de enseñanza

se refiere a las habilidades necesarias que tiene un usuario competente para comprender

aspectos de las fracciones a través de su tratamiento didáctico.

Los resultados de la construcción de este componente permitieron identificar que,

en quinto grado de la primaria, se pone mayor énfasis en los aspectos de la fracción

como fracturador, comparador y como número. Estos resultados condujeron a orientar

el diseño de la secuencia de enseñanza hacia los aspectos de la fracción como medidora

y como número. En la investigación que aquí se describe se hace hincapié en nociones

de equivalencia, orden, densidad y la caracterización de fracciones propias e impropias.

Respecto al tratamiento didáctico se puede concluir que en el modelo de

enseñanza para 5to grado se tiene la intención de que los alumnos identifiquen y

representen las fracciones usando diferentes representaciones, como gráfica, simbólica y

en el lenguaje cotidiano, a través del planteamiento de diversas situaciones o problemas

en contextos “familiares” para los alumnos. El tratamiento didáctico también se enfoca

en la resolución de problemas aditivos y multiplicativos donde se usan las fracciones; la

resolución de problemas que implican comparación de razones; cálculo de operaciones

con fracciones y comparación de fracciones para establecer un orden y una equivalencia.

En el modelo de enseñanza para 5to grado se emplean distintos recursos

didácticos, entre los más usados son: tablas, la recta numérica, figuras geométricas,

problemas y recursos tecnológicos que proporcionan información digital –a veces con

animaciones sobre procesos de fractura y comparación de las partes–. La construcción

del componente modelos de enseñanza dio pauta para emplear en el diseño de la

secuencia de enseñanza la recta numérica como recurso didáctico y conceptual, así como

para definir lineamientos relativos al diseño de applets como un recurso tecnológico.

El componente de procesos cognitivos del MTL

Como parte del componente de procesos cognitivos del MTL se hace referencia a

errores, dificultades y actuaciones de los estudiantes cuando usan las fracciones. Estos

resultados se tomaron de informes de otras investigaciones y tienen la intención de ser

un catálogo de observaciones que sirvan para describir las actuaciones de estudiantes

que participan en el desarrollo experimental de la investigación que se realiza.

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Respecto a las dificultades enfrentadas por los niños al trabajar con el modelo de

áreas, Saxe, Taylor, McIntosh y Gearhart (2005) han observado que hay alumnos de

educación primaria que tienen dificultades para identificar una fracción que se

representa en una figura donde hay más de una unidad fraccionaria. Dicha dificultad se

atribuye al hecho de que los niños utilizan un razonamiento numérico para contar las

partes sin tener en cuenta la relación entre el tamaño de las partes y el todo.

En un compendio de investigaciones hecho por Petit, Laird y Marsden (2010, pág.

42-43) se informa que durante el proceso para establecer la relación entre las partes y el

todo, los alumnos podrían tener dificultades en los procesos para: (1) identificar el todo

cuando está compuesto por más de un elemento (todo discreto); (2) comparar fracciones

representadas por el área de figuras distintas, y (3) reestablecer el todo cuando se da

sólo una parte. Por otro lado, Tzur (1999) proporciona evidencias de que los niños tienen

dificultades para identificar fracciones impropias, esto lo relaciona con el esquema de

partición de los estudiantes, ya que sus primeras experiencias con procesos de partición

se enmarcan en el uso de modelos en los que se representan fracciones propias.

Respecto a dificultades que los estudiantes enfrentan cuando representan

fracciones en la recta numérica, Mitchell y Horne (2008) y Ni y Zhou (2010) mencionan

que cuando los estudiantes usan por primera vez la recta numérica cuyo segmento es

mayor que uno, es común que representen las fracciones considerando al todo como el

segmento completo, y no la fracción relativa al segmento unitario. Otra dificultad

enfrentada se relaciona con el proceso de división del segmento unitario para ubicar

fracciones en la recta numérica. En el estudio que desarrollaron Mitchell y Horne (2008)

encontraron que algunos niños cometían el error de contar las muescas de la subdivisión

del segmento unidad, incluido el punto que representa al cero, en lugar de contar los

espacios que hay entre cada muesca. Así mismo, observaron que algunos niños siempre

partían la unidad en 10 partes iguales para ubicar cualquier fracción en la recta.

La extensión de las propiedades de los números enteros a las fracciones también

causa dificultades al usar la recta numérica para representar fracciones. Petit, Laird y

Marsden, (2010) dan cuenta de indagaciones en las cuales se proporcionan evidencias de

que para ordenar las fracciones en la recta numérica, los alumnos se basan en la

magnitud del numerador o del denominador de la fracción, lo que constituye un

obstáculo para ubicar las fracciones en la recta numérica de forma correcta.

El componente de comunicación del MTL

La construcción del componente de comunicación se relaciona con los análisis de los

procesos que se llevan a cabo entre diferentes actores en situación de aprendizaje y de

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enseñanza. En el caso de la investigación que se describe en este documento, el proceso

considerado fundamental es el que se instaura entre el investigador y los alumnos vía su

interacción con los applets, recurso tecnológico esencial de la secuencia de enseñanza.

En la Figura 1 se muestra cómo las herramientas tecnológicas construidas para esta

indagación están diseñadas para promover dicho proceso de comunicación.

Figura 1. Proceso de comunicación entre Investigador/Applet/Estudiante

Como se observa en la Figura 1, a través de una serie de códigos programados en

JavaScript y HTML, el investigador proporciona información a los estudiantes, esto

propicia la interacción del estudiante con el applet. La información que el alumno

proporciona por medio del applet es almacenada en una base de datos, la cual es

recuperada y utilizada para proceder al análisis de las actuaciones de los estudiantes.

Población y método

Como se mencionó antes, en el presente artículo se informa el caso de Álvaro, alumno

que participó en el estudio piloto llevado a cabo con 45 estudiantes (4 grupos) en una

escuela secundaria pública ubicada en una zona de conflicto de la ciudad de Valencia,

España. Los estudiantes de ese centro educativo tienen problemas de absentismo y bajo

desempeño escolar. Se eligió a Álvaro debido a que fue uno de los que completó la fase

experimental (en este caso, 5 sesiones). Los estudiantes trabajaron de manera individual

y no se les proporcionó ayuda. El profesor del grupo participó aplicando el cuestionario

inicial y final. Durante las sesiones de la secuencia de enseñanza participaron el profesor

titular de los grupos y dos investigadores. Para el análisis de las actuaciones de los

estudiantes durante la secuencia de enseñanza, solo se analiza la evidencia guardada en

la computadora como producto de la interacción estudiante/applet.

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Diseño de la experimentación

El diseño de la experimentación se describe por medio de la Figura 2; éste se puede

consultar en Valenzuela, Figueras, Arnau y Gutiérrez-Soto (2016). En este artículo

también se decribe la construcción del applet de la etapa I de la secuencia de enseñanza.

Figura 2. Diseño de la experimentación

En el cuestionario inicial se evaluaron seis tareas. Con las primeras tres se

valolaron aspectos de la fracción como fracturador. El alumno, en la tarea 1, debe

establecer una relación de fractura y expresarla de forma simbólica a partir de una

representación gráfica (modelos continuos). La tarea 2 contiene a la fracción como un

operador fracturante para establecer una relación de fractura, en este caso la fracción

está escrita en forma simbólica y se debe representar de forma gráfica (modelos

continuos). También se debe establecer una relación de fractura en la tarea 3, pero en

este caso se usan modelos discretos. La localización de fracciones en la recta numérica es

la demanda de la tarea 4. Identificar fracciones entre dos números enteros; y entre dos

fracciones; así como clasificar fracciones como propias o impropias son los propósitos de

la tarea 5. La tarea 6 comprende un problema en el cual subyacen distintos aspectos de

las fracciones. El cuestionario final fue modificado debido al tiempo que les tomó a los

estudiantes responder el cuestionario inicial; así, solo se conservaron las tareas 2, 4 y 5.

La secuencia de enseñanza está compuesta por siete etapas. El propósito de la

etapa I es que los alumnos logren identificar las relaciones entre los valores numéricos

de los deslizadores (herramientas del applet utilizadas para la interacción) con la

estructura simbólica de la fracción y su representación gráfica. En la etapa II se pretende

identificar el tipo de fracciones que le vienen en mente de manera espontánea a los

estudiantes, las ideas que tienen sobre la propiedad de densidad de las fracciones y

caracterizar los procesos que emplean los estudiantes para determinar el orden de las

fracciones. La etapa III tiene como principal propósito que los alumnos reconozcan el

segmento [0, 1] como la unidad. El propósito de la etapa IV es que los alumnos distingan

entre fracciones propias e impropias a partir de sus características, identifiquen la

unidad y los enteros en forma fraccionaria por medio de la equivalencia. En la etapa V

se pretende que los alumnos consoliden ideas sobre las características de las fracciones

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propias e impropias, así como dar un seguimiento a las ideas que tienen los alumnos

sobre la propiedad de densidad de las fracciones. Se da seguimiento a las ideas sobre las

propiedades de orden, densidad y la equivalencia de fracciones en la etapa VI, y en la

etapa VII se busca consolidar la instrucción de las etapas anteriores en cuanto a la

representación de fracciones como puntos en la recta numérica.

Resultados del análisis de las actuaciones de Álvaro

Las respuestas de Álvaro en el cuestionario inicial confirman que el objeto mental

fracción del estudiante le permite establecer correctamente una relación de fractura

cuando se le presenta una representación gráfica de una fracción, particularmente

cuando se usa el modelo de áreas y modelos discretos. Como se puede ver en la Figura

3, en los procesos para establecer la relación de fractura, el alumno extiende las

particiones para identificar la unidad fraccionaria menor (incisos b, e, f y h). Además, el

rastro de la punta de la pluma permite ver que hay una tendencia a contar el número de

partes en las que se divide el todo y las partes coloreadas, especialmente cuando la

partición tiene un número “grande” de partes (incisos d y f). Para establecer la relación

de fractura en el modelo discreto no se cuenta con evidencias del razonamiento del

alumno, pero Álvaro identifica la relación de fractura correctamente.

Figura 3. Respuestas de Álvaro a las tareas 1 y 3 del cuestionario inicial

El alumno también tiene éxito para representar fracciones (propias e impropias)

de forma gráfica a partir de su expresión simbólica, es decir, para usar la fracción en su

aspecto de operador fracturante, excepto cuando se le proporcionan figuras “menos

familiares”, en este caso un triángulo para representar la fracción 1/3. En los procesos de

partición se observa que el alumno estima la igualdad de las partes por congruencia; él

tiene dificultades técnicas para hacer la partición, pero no conceptuales.

La tarea 4 no fue contestada por Álvaro. Al parecer no logra transmitir su

conocimiento sobre la partición en el modelo de áreas “con figuras familiares” a un

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modelo lineal, en este caso la recta numérica. Hay un intento por responder la tarea 5, se

aprecia una tendencia a utilizar números decimales para proporcionar fracciones entre

dos números enteros, pero tiene dificultades para proporcionar fracciones. Al parecer no

reconoce la terminología fracciones propias e impropias, pero sí logra representar ambos

tipos de fracciones, tal como se ve en las tareas 1 y 2. Finalmente, el alumno enfrenta

dificultades para resolver problemas, ya que no respondió a las preguntas de la tarea 6.

Durante la secuencia de enseñanza, Álvaro no logra el propósito de la etapa I. Se

aprecia una tendencia a disociar el numerador y denominador en la interpretación de la

representación simbólica y gráfica de la fracción. En la etapa II el alumno escribió tres

fracciones propias (1/2, 2/3 y 2/4) y ninguna impropia. Reconoce que entre dos números

enteros [0,1] y [1,4] hay una cantidad infinita de fracciones. Para justificar el orden de las

fracciones que el alumno escribió durante la interacción con el applet, se centra en la

longitud del segmento que representa a la fracción en la recta numérica, ya que justifica

su respuesta como: “2/4 es menor, porque ocupa menos que las demás”.

Álvaro identifica correctamente, en la etapa III, el número de partes en las que se

divide el segmento [0,1] y cuenta las partes (o unidades fraccionarias) de manera

adecuada. En la etapa IV, el alumno enfrenta dificultades para expresar las

características de las fracciones propias e impropias, no logró expresar la escritura de los

enteros como fracciones, pero sí la escritura de la unidad como fracción. Álvaro logra

caracterizar por escrito a la fracción impropia en términos del numerador y

denominador: “que el numerador es mas [sic] grande que el denominador”, en la etapa

V, pero no logró hacer esta caracterización para las fracciones propias en términos de la

unidad. Aparentemente, el estudiante piensa que hay tantas fracciones propias como

impropias pero en términos de finitud.

Para escribir las fracciones en el applet de la etapa VI (fracciones en un

determinado intervalo), Álvaro requiere experimentar con el applet y dejar que, durante

la interacción, el applet le informe si la fracción escrita está ubicada correctamente en el

intervalo o no. Esta acción deja ver que el alumno requiere de un apoyo visual para

poder ordenar fracciones ya que se apoya en la longitud del segmento que representa a

la fracción en la recta numérica. En la etapa VII, Álvaro logra ubicar correctamente como

un punto sobre la recta a las fracciones que el applet le propone. Logra identificar la

fracción mayor que se puede representar en el segmento [0, 4] como 40/10, en ese mismo

segmento dice que la menor fracción que se puede representar es 1/10 en vez de 0. Hay

una tendencia por usar como denominador el 10, esto se relaciona posiblemente con la

dependencia sobre el uso de herramientas proporcionadas en el applet, y que ha puesto

de manifiesto en las otras etapas.

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Como se mencionó antes, en el cuestionario final sólo se conservaron las tareas 2,

4 y 5 del cuestionario inicial. Al respecto, en la tarea 2, Álvaro conservó las

características de sus actuaciones durante el primer cuestionario. En las otras dos tareas

surgen evidencias de que hubo un aprendizaje, ya que el alumno logró representar

correctamente las fracciones en la recta numérica, tal como se observa en la Figura 4.

Figura 4. Respuestas de Álvaro a la tarea 4 en el cuestionario final

Se observa que el alumno hace la partición completa para cada proceso de

representación de la fracción. Una estrategia que utiliza es hacer rayas de diferentes

tamaños para distinguir las distintas unidades fraccionarias. Además, se observa un

rastro de conteo de las partes. Con respecto a la tarea 5 del cuestionario inicial, también

hay registro en el cuestionario final de que Álvaro logró clasificar fracciones como

propias e impropias, además de poder identificar fracciones entre dos números enteros.

Conclusiones

A pesar de que en esta etapa experimental hubo distintos problemas referentes al diseño

e implementación del estudio, hay evidencia de que los alumnos lograron aprender

nuevos aspectos de las fracciones relacionados principalmente con el uso de la recta

numérica. En el cuestionario inicial se pudo observar que el objeto mental fracción de

Álvaro le permitió resolver únicamente tareas relacionadas con el aspecto de la fracción

como fracturador en modelos continuos e incluso discretos. Sin embargo, este

conocimiento no pudo ser empleado para representar fracciones en un modelo lineal.

Por lo que la enseñanza puesta en un solo enfoque no es garantía de que los estudiantes

puedan transferir esos conocimientos para poder resolver tareas donde se requieren

otros aspectos o usos de las fracciones. En este sentido, es necesario diseñar actividades

que enriquezcan la enseñanza de las fracciones. Una propuesta es emplear nuevos

recursos tecnológicos que posibiliten la visualización y manipulación de acciones que se

hacen sobre los objetos, (fracturar, comparar y ordenar). Además, los applets permiten

ser programados para almacenar parte de las actuaciones de los estudiantes, siendo

herramientas de evaluación y seguimiento a su desempeño.

Page 12: Hacia un modelo de enseñanza para las fracciones basado en ...matedu.cinvestav.mx/~coloquiodoctorado/doc/ponencias/13...1- 1 2017. En Xxxx (Eds.). 4 Coloquio de Doctorado (vol. 1,

1- 12 2017

Reconocimiento: La investigación que se describe en este documento se enmarca en un proyecto más

amplio en el cual participan David Arnau y Juan Gutiérrez-Soto del Departamento de Didáctica de las

Matemáticas de la Universidad de Valencia, España (Mepame-EDU2015-69731-R (MINECO/FEDER)).

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