Análisis de praxeologías didácticas en la gestión de procesos de modelización matemática en la escuela infantil

Analysis of didactic praxeologies in the management of mathematical modeling processes in childhood education

Luisa Ruiz–Higueras* y Francisco Javier García García**

* Universidad de Jaén, España. lruiz@ujaen.es

** Universidad de Jaén, España. fjgarcia@ujaen.es

Recepción: Junio 16, 2010
Aceptación: Enero 3, 2011

RESUMEN

Este trabajo tiene como objetivo describir y analizar, con base en la metodología de estudio de casos, las praxeologías matemático–didácticas que surgen al realizar tareas de modelización matemática de un sistema dinámico de variación, donde participan una maestra y un grupo de alumnos de educación infantil. Se describe el conjunto de praxeologías matemáticas que serán construidas a partir del trabajo sobre el sistema y se pone especial hincapié en el análisis y la caracterización de la praxis didáctica y del logos didáctico de la profesora, utilizando un marco teórico que articula la Teoría Antropológica de lo Didáctico con investigaciones recientes sobre la acción didáctica del profesor. Los resultados abren una prometedora dimensión en el estudio y la identificación de metodologías efectivas para la enseñanza de las matemáticas basadas en la modelización.

PALABRAS CLAVE: Teoría Antropológica de lo Didáctico, praxeologías didácticas, acción didáctica del profesor, modelización matemática, educación infantil.

ABSTRACT

The objective of this work is to describe and analyze, based upon the case study methodology, the praxeologies for the teaching of mathematics, resulting from performing mathematical modeling tasks arising in the mathematical modeling of a dynamic variation system, with the participation of one teacher and a group of childhood education students. We describe the set of mathematical praxeologies to be built from work done in regard to the system, placing special emphasis upon the analysis and characterization of the teaching practice and didactic logos of the teacher, using a theoretical framework that articulates the Anthropological Theory of Didactics with recent research done on the teacher's teaching action. The results open a promising dimension in the study and identification of effective approaches for the teaching of mathematics based on modeling.

RESUMO

Este trabalho visa descrever e analisar, com base na metodologia de estudo de caso, as praxeologias matemático–didáticas que surgirem ao realizar tarefas de modelagem matemática de um sistema dinâmico de variação, onde participam uma professora e um grupo de alunos de educação infantil. Descreve–se o conjunto de praxeologias matemáticas que serão construídas a partir do trabalho sobre o sistema e enfatiza–se a análise e a caracterização da praxis didádica e o logos didático da professora, utilizando um padrão teórico que articula a Teoria Antropológica do Didático com investigações recentes sobre a ação didática do professor. Os resultados abrem uma prometedora dimensão no estudo e na identificação de metodologias efetivas para o ensino da matemática que se apoia na modelagem.

PALAVRAS CHAVE: Teoria Antropológica do Didático, praxeologias didáticas, ação didática do professor, modelagem matemática,educação infantil.

RÉSUMÉ

Ce travail a pour objectif de décrire et d'analyser, en se basant sur la méthodologie de l'étude de cas, les praxéologies mathématico–didactiques qui émergent lorsque l'on procède à des exercices de modélisation mathématique au sein d'un système dynamique de variation au cours d'une activité dirigée par une institutrice avec son groupe d'élèves dans le cadre de l'éducation maternelle. L'ensemble des praxéologies mathématiques qui seront construites à partir du travail sur le système est ainsi décrit et une attention toute particulière est portée sur l'analyse et la caractérisation de la praxis didactique et du logos didactique de la professeure en utilisant un cadre théorique articulant la Théorie anthropologique du didactique et de récents travaux de recherche sur l'action didactique de l'enseignant. Les résultats sont prometteurs pour l'étude et l'identification des méthodologies effectives pour l'enseignement des mathématiques reposant sur la modélisation.

MOTS CLÉS: Théorie anthropologique du Didactique, praxéologies didactiques, action didactique du professeur, modélisation mathématique, éducation en école maternelle.

En la comunidad de investigación sobre la modelización matemática hay un amplio consenso para conceptualizar el trabajo de modelización como un proceso cíclico donde se establecen vínculos entre el mundo real y el mundo matemático. Este proceso cristaliza en múltiples versiones del ciclo de modelización, construidas en función del problema de investigación que se desee abordar y del marco teórico utilizado (véase, por ejemplo, Borromeo–Ferri, 2006). En trabajos previos (García, 2005; García, Gascón, Ruiz–Higueras y Bosch, 2006) hemos propuesto que se describan los "procesos de modelización" —desde el enfoque de la Teoría Antropológica de lo Didáctico (TAD)— como procesos de reconstrucción y articulación de praxeologías de complejidad creciente (puntuales → locales → regionales), los cuales deben comenzar a generarse a partir del cuestionamiento sobre las razones de ser de las organizaciones matemáticas que se desean reconstruir y articular; de allí emergerán las cuestiones cruciales para los individuos de la institución en la que se desarrollará el proceso de estudio.

En este sentido, describiremos un proceso de modelización diseñado e implementado en la etapa de la Educación Infantil en España, que comprende a niños de 3 a 6 años.

Los procesos de modelización matemática han ocupado, durante los últimos años, un papel central en la investigación en educación matemática desde una faceta dual: como herramienta didáctica para la enseñanza de las matemáticas y como objeto de enseñanza–aprendizaje. Recientemente, el decimocuarto estudio de la International Commission on Mathematical Instruction, ICMI (Blum, Galbraith, Henn y Niss, 2007) ha servido para clarificar las líneas de investigación prioritarias en este ámbito. Entre ellas, nos centraremos en el problema de identificar las pedagogías efectivas para implementar procesos de modelización en el aula.

Algunas publicaciones recientes e importantes, como la de Burkhardt y Pollak (2006), reconocen que la gestión de procesos de modelización en el aula supone un cambio en el rol del profesor, que transite del papel directivo, donde el alumno actúa como mero imitador, al de facilitador, en el que los alumnos proceden como investigadores. Søren, Haines, Højgaard y Niss (2007) también consideran que, en la gestión de los procesos de modelización en el aula, los profesores efectivos usan metodologías activas, orientadas hacia los alumnos y contextuales.

Doerr (2007) estima que la enseñanza de las matemáticas, desde un enfoque basado en la modelización, requiere que se inviertan algunos de los roles tradicionales, tanto de los profesores como de los estudiantes: los estudiantes deben asumir más la evaluación de sus propias ideas, mientras que los profesores deben crear oportunidades para que los alumnos puedan llevar a cabo dicha evaluación en forma productiva.

Borromeo–Ferri y Blum (2010) utilizan la perspectiva cognitiva para analizar cómo los estilos de pensamiento matemático de los profesores condicionan sus acciones didácticas en las tareas de modelización. En su trabajo, concluyen que el estilo de pensamiento identificado en cada profesor determina sus preferencias por una u otra parte del ciclo de modelización, y que la mayoría no era consciente de las decisiones que tomaba durante la gestión de estos procesos en el aula.

Por su parte, Leβ (3 y Wiegand (2005) identifican, de manera general, cinco categorías en la acción del profesor: afectiva, metacognitiva, en relación al contenido, en relación a la organización y la diagnosis. También distinguen, como aspectos relevantes, el momento en que profesor interviene, el tipo de problema en el que los estudiantes trabajan, así como el nivel y el método de intervención.

Sin embargo, una revisión profunda de las publicaciones más recientes en el campo de la modelización y de las aplicaciones muestra no sólo la escasez de investigaciones que se centren en clarificar y aumentar el conocimiento científico sobre las metodologías involucradas en los procesos de modelización, sino también la ausencia de teorías científicas que permitan describir con precisión y categorizar dichas metodologías, más aún desde una perspectiva epistemológica e institucional.

Cualquier intento de avanzar en esta dirección debe pasar por el uso de teorías científicas que describan y expliquen, con cierta profundidad, la actividad del profesor en el aula durante los procesos de estudio, en los cuales los alumnos se enfrentan a situaciones de modelización matemática. En el apartado 2 del presente trabajo exponemos un marco teórico que integra la TAD (Chevallard, 2002a, 2007), el modelo de la acción didáctica del profesor (Sensevy, Mercier, Schubauer–Leoni, 2000; Sensevy, Schubauer–Leoni, Mercier, Ligozat y Perrot, 2005) y el modelo de análisis sobre la actividad del profesor (Margolinas, Coulange y Bessot, 2005). En el apartado 3 ponemos en funcionamiento este marco para analizar, describir y justificar la acción didáctica de una profesora en la gestión de un proceso de modelización en la Educación Infantil. Finalmente, en el apartado 4 ofrecemos las implicaciones y potencialidades del modelo propuesto para investigar la acción didáctica de la profesora en la gestión de los procesos de modelización matemática en el aula.

2. UN MODELO PARA DESCRIBIR LAS PRAXEOLOGÍAS DIDÁCTICAS

En el proceso de estudio escolar, un profesor y un conjunto de alumnos participan de manera integrada. El profesor lleva a cabo una acción didáctica con objeto de que los estudiantes construyan una organización matemática (OM). En la medida en que las características de la OM condicionan las posibles formas de organizar su estudio —la organización didáctica (OD)— y las características del proceso de estudio de la OD condicionan a la OM realmente construida, la TAD describe todo proceso de estudio como un par (OM, OD), lo cual permite aprehender de manera conjunta esta dependencia entre lo matemático y lo didáctico.

Por tanto, al describir un proceso de estudio es necesario vincular la OM en juego y la OD que guía su construcción en el aula. Sin embargo, mientras que la descripción de la OM parece relativamente sencilla y es fácil hallar descripciones detalladas en muchos artículos y publicaciones relacionadas con la TAD, la descripción de la OD es mucho más compleja. Las técnicas didácticas parecen más transparentes y escurridizas, ya que muy a menudo tienen una naturaleza básicamente discursiva. Además, en contraste con las técnicas matemáticas, parecen depender mucho más fuertemente del contexto donde la acción didáctica se lleva a cabo.

El objetivo de este apartado es elaborar un modelo tentativo para la descripción de las praxeologías didácticas, el cual nos ofrezca una terminología común y un conjunto de herramientas teóricas para llevar a cabo este análisis.

Toda acción didáctica del profesor implica la existencia de tareas didácticas a las que se tiene que enfrentar, así como la puesta en funcionamiento de determinadas técnicas didácticas. Tareas y técnicas didácticas constituyen la praxis didáctica del profesor. Pero, al mismo tiempo, también es posible identificar en toda acción didáctica la existencia —más o menos explícita— de discursos que describan y justifiquen la forma de actuar del profesor; estas son sus tecnologías didácticas y sus teorías didácticas, que integran el logos didáctico. La cuestión que nos plateamos es: ¿con qué elementos se pueden describir las praxeologías didácticas? Y, en particular, ¿con qué elementos podemos describir la praxis didáctica? ¿Y el logos didáctico?

2.1. Un modelo para describir la praxis didáctica

A la hora de poner en juego el par (OM, OD), el profesor se enfrenta a un conjunto de seis tipos de tareas, de acuerdo con las seis dimensiones básicas de todo proceso de estudio²: 1) realizar el momento del primer encuentro; 2) realizar el momento exploratorio; 3) realizar el momento tecnológico–teórico; 4) realizar el momento de la institucionalización; 5) realizar el momento de trabajo de la técnica, y 6) realizar el momento de la evaluación (Artaud, 2007, p. 243–244; Chopin, 2007, p. 308).

Con el fin de disponer de herramientas más finas para analizar la praxis didáctica del profesor, proponemos usar el modelo desarrollado por Sensevy et al. (2000, 2005). Este modelo propone cuatro elementos, que constituyen una estructura básica de la acción del profesor, y pueden ser entendidos como grandes tipos de tareas didácticas: definir, regular, devolver e institucionalizar. Consideramos que esta estructuración básica de la acción, combinada con las seis dimensiones fundamentales del proceso de estudio, nos permite describir con más precisión la praxis didáctica del profesor. Por ejemplo, durante el momento del primer encuentro, el profesor tiene básicamente que definir la situación y los objetos que la integran, así como asegurar la devolución³. Sin embargo, en numerosas ocasiones debe reforzar la devolución durante el momento exploratorio e incluso durante el trabajo de la técnica, con el fin de evitar que los alumnos abandonen la situación. Por otro lado, pequeñas institucionalizaciones (ya sea de términos, de notaciones, de técnicas, de saberes) resultan densas en todos los momentos del proceso de estudio.

El modelo de Sensevy et al. (2000, 2005) desglosa el primer nivel de estructuración en un segundo nivel, donde se identifican de manera específica tareas didácticas (o de enseñanza); por ejemplo, denominar, organizar la acción en el medio, analizar la acción, organizar la interacción o la integración de los objetos. En un tercer nivel de descripción, proponen una categorización de las técnicas didácticas según la tripleta mesogénesis, cronogénesis y topogénesis (Chevallard, 1985). Sucintamente, para definir, devolver, regular e institucionalizar el profesor pone en funcionamiento técnicas didácticas:

– Para modificar, cuando es necesario, el medio de la situación (técnicas mesogenéticas)

– Para organizar o re–organizar el reparto de responsabilidades entre profesor y alumnos (técnicas topogenéticas)

– Para regular el tiempo didáctico (técnicas cronogenéticas)

En una extensión del modelo, consideramos que también el profesor hace vivir y evolucionar los diferentes momentos didácticos a través de acciones sobre el medio, el topos —tanto el suyo como el de los alumnos— y el control del tiempo didáctico. Por lo tanto, proponemos usar esta categorización de las técnicas didácticas para describir y analizar con mayor precisión la praxis didáctica del profesor en el aula.

2.2. Un modelo para describir el logos didáctico

Un marco para estructurar la descripción, explicación y justificación de la praxis didáctica no está recogido explícitamente en el modelo teórico de Sensevy y sus colaboradores. Por ello, consideremos necesario elaborar un modelo más rico que permita describir el logos didáctico.

Margolinas et al. (2005) proponen otro modelo para analizar la actividad del profesor que, en sentido amplio, constituye una referencia para describir las praxeologías didácticas. Este modelo, basado en la estructuración del medio didáctico descrito en la Teoría de las Situaciones Didácticas (Brousseau, 1998), propone cuatro niveles característicos de la acción del profesor (tabla I).

Proponemos usar dicho modelo para estructurar el logos didáctico del profesor. Si los niveles –1 y 0 corresponden a acciones que el profesor realiza en el aula, es decir, a su praxis didáctica —que hemos propuesto analizar a partir del modelo de Sensevy et al. (2000, 2005)—, los niveles +1, +2 y +3 nos permiten estructurar el porqué de esa praxis, es decir, su logos didáctico.

3. DESCRIPCIÓN DE LAS PRAXEOLOGÍAS DIDÁCTICAS: ESTUDIO DE CASO

A continuación, usando los modelos teóricos que explicamos en el apartado anterior, analizaremos el caso de la profesora Ana⁴, para ponerlos a prueba y mostrar su pertinencia en el análisis de las praxeologías didácticas.

Si toda actividad del profesor en el aula puede ser modelizada como un par (OM, OD), entendiendo que la OM puede ser una praxeología local —e incluso regional—, integrada por un conjunto de praxeologías puntuales —respectivamente locales—, entonces no será posible describir y entender la praxeología didáctica de Ana sin explicitar también las praxeologías matemáticas que reconstruye en el aula. Aunque son descritas en apartados separados en aras de mayor claridad expositiva, ambas se hallan íntimamente relacionadas.

3.1. Praxeologías matemáticas: un proceso de modelización en torno a un sistema de variación

El proceso de estudio, cuya estructura praxeológica vamos a describir en esta sección, fue diseñado de manera conjunta por la maestra y los investigadores como un verdadero recorrido de estudio e investigación, en el sentido mostrado en trabajos como los de Matheron y Noirfalise (2007), Gaud y Minet (2008) o Guichard (2010), dentro del grupo (CD) AMPERES⁵, o los de García (2005), Rodríguez (2005), Sierra (2006), Barquero (2009), García y Ruiz–Higueras (2010) o Ruiz (2010).

Para comprender este recorrido de estudio e investigación (al que, en adelante, llamaremos REI), consideramos importante introducir ciertas características fundamentales:

– Tiene su origen en una cuestión generatriz extra–matemática, ya que si bien surge en el medio escolar, se relaciona con prácticas que lo exceden.

– Introduce un sistema de variación, de origen biológico, que cambia en el tiempo, lo cual dirige y condiciona toda la actividad matemática; además, sitúa en el corazón del proceso de estudio a la problemática de la modelización.

– Ha sido diseñado para que viva en una institución con características muy especiales: la etapa de la Educación Infantil en España, que comprende de los 3 a los 6 años.

Desde una perspectiva histórica, el REI pone a los niños ante situaciones de cuantificación y medida de cantidades discretas, similares a las que históricamente dieron lugar a la emergencia de la noción de número natural⁶, mientras que, desde el enfoque epistemológico, está construido sobre el modelo de las magnitudes y su medida, diseñado en Bolea et al. (2005). Por ello, el REI enfrenta a los niños a un sistema en el que no sólo trabajan sobre diferentes cantidades de magnitudes discretas, sino ante el que surge la necesidad de medirlas y de formular esta medida. Es precisamente en la transición entre la gestión de cantidades de magnitudes discretas y la construcción de la aplicación medida donde el número natural toma sentido⁷. Y, ante la necesidad de formular dicha medida, comenzará a generarse la numeración.

En el REI diseñado, el sistema está configurado por una colección de gusanos de seda que va a sufrir una serie de transformaciones (metamorfosis) a lo largo del tiempo. Su pertinencia como actividad para realizar tareas de modelización matemática desde la Educación Infantil se justifica porque:

– Constituye un medio⁸ que provoca gran curiosidad en los niños, lo cual permitirá desarrollar una actividad matemática rica y cargada de sentido en esta epata educativa, respetando el principio de enseñanza globalizada.

– Se trata de un sistema real y auténtico que tiene la gran ventaja de poder "vivir" en el aula para observar su evolución en directo. Sus componentes son fácilmente manipulables por los niños, lo que hará que validen sus hipótesis y contrasten sus soluciones empíricamente.

– Los distintos estados de este sistema están determinados por diferentes cantidades de magnitudes discretas (colecciones de objetos), cuya medida se puede expresar en números naturales.

]]> – Se trata de un sistema dinámico: los gusanos de seda se transformarán en crisálidas, éstas en mariposas que, finalmente, morirán. Los niños deben controlar, e incluso medir, la evolución en el tiempo de al menos tres colecciones diferentes.

Este primer análisis sobre la caracterización del sistema constituye un grado 0, paso previo para comenzar el trabajo didáctico por medio del REI. Sin embargo, aún quedan muchas decisiones que tomar.

En el grado 1 de análisis, que correspondió al equipo investigadores–maestra, delimitamos las magnitudes que se pondrán en juego y formulamos la cuestión generatriz que lance el proceso de estudio:

Q_G: Hoy nos han regalado una caja con gusanos de seda. Debemos cuidarlos para que crezcan y se hagan muy grandes ¿Cómo debemos alimentar a nuestros gusanos con las hojas de morera para que puedan crecer y desarrollarse adecuadamente?

A partir de esta cuestión, y con el propósito de generar una actividad matemática adecuada a las condiciones del sistema didáctico, fue necesario introducir nuevas restricciones⁹ sobre el sistema:

– Se exige una hoja de morera por gusano y día.

– Es preciso reponer todas las hojas cada día: sustituir las hojas viejas por nuevas.

– Las hojas de morera hay que pedirlas por escrito al jardinero del colegio porque subir al árbol es peligroso.

Consideramos importante destacar que el hecho de tomar en serio el estudio de una cuestión generatriz implica cierto grado de indeterminación en el proceso de estudio asociado. Por consiguiente, la descripción previa de tareas y técnicas —así como de las tecnologías asociadas, que hemos omitido en este artículo— no debe entenderse como un camino a recorrer por la comunidad de estudio, sino como la explicitación de las posibilidades que el estudio del sistema Gusanos de seda ofrece.

El proceso de estudio que aquí analizamos fue implementado durante el curso 2008–2009. Debido a la riqueza de la cuestión generatriz y la vida del sistema, el estudio se alargó durante varias semanas, por lo cual resulta imposible describirlo y analizarlo en su totalidad. En este apartado seleccionamos algunos episodios relevantes y analizamos la praxeología didáctica puesta en funcionamiento por la maestra.

En primer lugar, describiremos y analizaremos los elementos más importantes de la praxis de la maestra cuando estaba dirigiendo el proceso de estudio; en segundo, los aspectos más importantes de su logos didáctico, que explican y justifican su praxis.

3.2.1. Descripción y análisis de la praxis didáctica de Ana (profesora)

Para analizar la praxis didáctica de Ana identificaremos:

– Las tareas didácticas en función de los momentos de estudio y de los tipos de tareas determinadas por Sensevy et al. (2000, 2005): definir, regular, devolver e institucionalizar

– Las técnicas didácticas en función de su impacto sobre el medio didáctico (mesogenéticas), sobre el topos didáctico (topogenéticas) o sobre el tiempo didáctico (cronogenéticas)

Para describir los episodios, nos basaremos en el autorrelato del proceso de estudio que escribió la propia maestra, donde recogió no sólo los acontecimientos, sino también los diálogos entre los niños y ella, las producciones de los niños y sus reflexiones sobre el proceso de estudio vivido (tablas VI, VII y VIII).

3.2.2. Descripción y análisis del logos didáctico de Ana (profesora)

En este apartado trataremos de describir y analizar la componente tecnológico/ teórica —logos didáctico— que sustenta la praxis didáctica de Ana. Para realizar este análisis utilizaremos el modelo teórico que presentamos en la sección 2 de este trabajo. La base empírica del estudio está constituida por la crónica hecha por la propia maestra y, principalmente, por las reflexiones que escribió al fin de las secuencias vividas en clase, donde trató de justificar su proceder didáctico. Este análisis descendente del logos didáctico de Ana nos permitirá aproximarnos a los niveles +3, +2, +1 (el nivel 0, correspondiente a la situación didáctica vivida en clase, ya fue estudiado en la sección anterior).

La maestra, al comienzo de sus reflexiones, señala explícitamente sus concepciones sobre la enseñanza y el aprendizaje en general, y de las matemáticas en particular.

Que sea la propia situación vivida la que provoque que los niños y niñas necesiten la matemática nos parece más que importante, porque facilita un enfoque didáctico alejado del empirismo que tradicionalmente ha estado instalado en la escuela. Nuestros niños y niñas han ido construyendo sus saberes matemáticos para responder a necesidades vitales y utilizándolos para resolver problemas muy importantes para ellos.

]]> (...)

Debemos huir del empirismo que relaciona error con fracaso. Debemos atender no sólo a los resultados, sino sobre todo a los procesos, a las estrategias que los niños y niñas han sido capaces de poner en juego.

(...)

Es muy importante que resuelvan los conflictos en grupo, que se escuchen unos a otros, que razonen en voz alta sus respuestas, que compartan estrategias. Sólo así se producirá la mediación y validación entre iguales tan importantes en el enfoque constructivista.

Identificamos a la maestra–noosferiana: Ana, en posición +3, hace explícitas dos tecnologías didácticas basadas en dos modelos de aprendizaje diferentes y opuestos: el empirista y el constructivista (que presenta como óptimo). Además, muestra abiertamente la necesidad de construir con sentido el conocimiento matemático. Tras estas tecnologías didácticas que justifican su praxis didáctica podemos identificar el aprendizaje por adaptación al medio, bajo el marco teórico de la Teoría de las Situaciones Didácticas (TSD) —formulada por Brousseau (1998)—, la significación del proceso de devolución en la actividad matemática de los niños y la responsabilidad de la maestra en la generación de conflictos sociocognitivos entre los alumnos.

Es importante señalar que Ana determina explícitamente cuál debe ser la posición de la maestra en la regulación del contrato didáctico: identifica con precisión el topos del profesor y el topos de los alumnos para hacer vivir en el aula una verdadera situación a–didáctica.

Es fundamental que la maestra parta de una "profunda ignorancia" ante los niños. Cuanto menos sabe la maestra, más capaces los hacemos a ellos para resolver situaciones problemáticas.

Estas decisiones y exigencias didácticas revelan que Ana controla su acción didáctica a partir de la TSD y la usa como componente esencial de su logos didáctico. También muestran su preferencia hacia el modelo de aprendizaje constructivista, muy valorado en la actualidad por la noosfera para la Educación Infantil, que evidentemente condiciona su comportamiento y sus decisiones didácticas.

Si descendemos de nivel de análisis, el nivel +2 nos muestra por qué Ana, a fin de que los niños construyan con sentido los conocimientos matemáticos relativos al dominio de los primeros conocimientos numéricos (en adelante, PCN), proyecta el estudio del sistema Gusanos de seda en su evolución temporal y quiere generar toda una serie de situaciones a–didácticas en torno a él.

Aprovechando que las mariposas ocupaban nuestro quehacer en clase durante estos días, se nos ocurrió llevar gusanos de seda para criarlos, y, en principio, ver "en directo" el ciclo de reproducción de la mariposa. Pero lo que comenzó siendo un tema "de ciencias" acabó ofreciéndonos un marco más que idóneo para trabajar el número, la numeración y la aritmética, a partir de los problemas que la crianza de los gusanos nos ofrecía, desde cómo gestionar el alimento hasta cómo llevar el control de los cambios ocurridos en la colección.

(...)

La cardinación y la numeración han de tener un porqué, una razón precisa, una funcionalidad, tales como conservar los gusanos de seda, poder relatar adecuadamente sus cambios, comparar el número de gusanos con el número de hojas, repartir cantidades, ahorrarnos trabajo en la gestión del alimento de nuestros gusanos, disponer de información precisa sobre todo lo acaecido.

Ana considera que los niños construirán conocimientos numéricos con sentido, ya que responderán a problemas y necesidades vitales, reales y auténticas. Toma el sistema Gusanos de seda como base idónea para construir toda una familia de situaciones a–didácticas y, de este modo, formar una verdadera situación fundamental (Brousseau, 1998) en torno a problemas derivados de criar, alimentar y cuidar gusanos de seda.

Hace explícita la necesidad de construir las situaciones a–didácticas en torno a dialécticas de acción, formulación y validación:

Es necesario que los alumnos actúen, hagan, tomen iniciativas, opinen sobre qué posibles maneras hay de resolver un problema: el aprendizaje matemático se basa en la acción, en la comunicación, en la formulación, en la validación.

Y manifiesta la función del conocimiento matemático como herramienta útil para la anticipación:

]]> Hemos de conducir a nuestros niños y niñas desde la manipulación hacia la anticipación, es decir, no debemos sólo constatar o realizar acciones concretas sobre los objetos, sino que debemos usar la matemática para resolver situaciones en ausencia de los objetos: dibujar tantas mariposas como dice el número n del cuadrante sin necesidad de tocarlas, añadir los nuevos capullos a los ya existentes sin necesidad de volver a verlos en las cajas y contarlos otra vez, saber dar cuenta con precisión numérica de todo lo acaecido cuando ya no existen los gusanos, ni las crisálidas, ni las mariposas.

Ana tiene muy en cuenta la necesaria generación de sentido en la construcción de los conocimientos numéricos que realicen los niños:

Tenemos que conseguir que los niños acudan al empleo del número y de la numeración porque lo necesitan para resolver un conflicto, una situación, un problema.

Asimismo, indica que la maestra debe hacer una adecuada gestión de los conflictos cognitivos:

Hemos de diseñar situaciones en que las estrategias antiguas ya no les sirvan para que no tengan más remedio que buscar otras, que les plateen un conflicto cognitivo contra lo que ya saben o dominan, como por ejemplo que no es útil volver a contar los capullos ya contados.

El nivel +2 evidencia la significación e influencia que tiene el nivel +3 en la configuración de la acción didáctica de esta maestra. Podríamos postular que Ana llevaría a cabo un proyecto de enseñanza de similares características con cualquier otro conocimiento matemático de este nivel educativo.

Si consideramos que la acción didáctica de la maestra está descrita por un par (OM, OD), confirmamos que Ana ha realizado un verdadero trabajo de transposición didáctica con el fin de elaborar una OD que haga vivir la OM correspondiente a los PCN. Ha organizado sus sesiones concretas de clase a partir del sistema Gusanos de seda, teniendo en cuenta su concepción del aprendizaje matemático (nivel +3) y sus conocimientos sobre la situación fundamental en torno a los PCN (nivel +2).

Si descendemos hasta el nivel +1, encontramos a Ana frente a la necesidad de construir su proyecto didáctico local. Lo inicia a partir de una cuestión generatriz (Q_G) que permitirá a los niños establecer un primer encuentro con la organización matemática OM1. Al formular esta cuestión, Ana trata de acondicionar un "medio" que provoque en los niños un aprendizaje matemático por adaptación (TSD), organizando toda una serie de tareas matemáticas descritas en OM₁, OM₂, OM₃ y OM₄, así como en los episodios 1, 2 y 3, que presentamos anteriormente.

En suma, Ana ha construido un par (OM, OD) óptimo, ya que la OM es una praxeología local relativamente completa (OM₁, OM₂, OM₃ y OM₄). La OD es un proceso de estudio que incluye y se desarrolla a partir de la razón de ser de la OM; además, en el diseño de la OD están presentes las diferentes dimensiones o momentos del proceso de estudio y desempeñan su adecuada función. Más aún, el par (OM, OD) representa un proceso de estudio que permite hacer vivir una verdadera actividad de modelización de un sistema dinámico de variación en la Escuela Infantil, donde los alumnos han construido un conjunto de praxeologías matemáticas de complejidad creciente¹¹.

4. CONCLUSIONES

El análisis de la praxeología didáctica de Ana, que llevamos a cabo utilizando las herramientas introducidas en el apartado 2, nos ha permitido describir con precisión las acciones que realiza para gestionar el proceso de modelización en el aula, identificando técnicas didácticas específicas. Los resultados son coherentes con las prácticas docentes relacionadas con la modelización ya identificadas en otros estudios (apartado 1), pero consideramos que la investigación descrita aporta nuevos elementos, como son la posibilidad de:

– Describir no sólo las técnicas didácticas (metodologías), sino también los problemas didácticos a los que la maestra se enfrenta y, ante los cuales, las técnicas didácticas surgen como una posible respuesta.

– Clasificar las técnicas que emplea la profesora en función del ámbito sobre el que incide su acción (topos, medio, cronos).

– Diferenciar un nuevo tipo de técnicas didácticas: las cronogenéticas. Aunque no están ausentes en investigaciones previas, suelen aparecer amalgamadas dentro de la actividad del alumno o de la acción del profesor y nunca aparecen dotadas de entidad propia, lo cual abre la vía para su problematización y estudio.

– Separar las técnicas que el profesor lleva a cabo para estructurar la situación (mesogenéticas) de aquellas con las que pretende regular el reparto de responsabilidades durante la actividad de modelización (topogenéticas). Si bien ambas están muy relacionadas, el poder identificarlas como diferentes abre también una vía para su problematización y estudio.

]]> – Describir en forma integrada lapraxis didáctica de Ana y el porqué de esta praxis (su logos didáctico).

Ciertamente, el proceso de estudio dirigido por Ana y las técnicas didácticas que moviliza pueden ser calificados como activos, centrados en los alumnos y contextuales. Sin embargo, nuestro análisis muestra la sutileza con la que la maestra, en determinados momentos, ubica la responsabilidad de la tarea en los alumnos mientra que, en otros momentos, la asume ella. También cómo gestiona el sistema dinámico de los "Gusanos de seda" (el medio) y los dispositivos que pone al alcance de los estudiantes a fin de ir gestionando y adaptando un medio y una actividad matemática en continua evolución. Por último, también damos cuenta de cómo administra el tiempo didáctico con el fin de dotar a sus alumnos del tiempo suficiente para explorar de forma fecunda el sistema, a la vez que controla los objetos matemáticos que desea que emerjan y coordina la actividad matemática con la evolución natural del sistema estudiado.

El artículo manifiesta, asimismo, cómo los procesos de modelización sobre sistemas de variación complejos pueden vivir en la Escuela Infantil para que los alumnos construyan los primeros conocimientos numéricos. Muestra, además, que los procesos de modelización matemática, desde los primeros niveles escolares, se pueden construir como un proceso de integración y ampliación de praxeologías de complejidad creciente, y que es posible llevar a cabo procesos de estudio estructurados por pares (OM, OD) óptimos. Todo esto constituye una aportación significativa, puesto que, como se ha mostrado en el apartado 1 de este trabajo, la literatura de investigación en educación matemática en torno a la modelización rara vez considera etapas educativas tan tempranas.

Por todo ello, consideramos que el marco teórico introducido en este artículo abre una nueva y prometedora dimensión en el estudio y la identificación de metodologías efectivas para la enseñanza de las matemáticas, que en este artículo simplemente empezamos a vislumbrar.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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NOTAS

¹ Esto se puede constatar, por ejemplo, al revisar los libros emanados de las conferencias de la International Community of Teachers of Modelling and Applications (ICTMA). En los catorce volúmenes publicados desde 1984 son muy pocos los artículos que, de una u otra forma, se relacionan con la etapa de la Educación Infantil. Tampoco en el 14". Estudio del ICMI (Blum, Galbraith, Henn y Niss, 2007) encontramos un capítulo relacionado directamente con esta etapa educativa; sólo considera los problemas aritméticos verbales en la etapa de la educación primaria.

² Chevallard (2002b).

³ En el sentido de Brousseau (1998).

^{4 Nombre ficticio.}

⁶ Como aseguran historiadores y epistemólogos, tales como Boyer (1986), Rouche (1992), Diudonné (1978) o Kline (1985), entre otros, el concepto de número natural, cuyo origen se pierde en la antigüedad prehistórica, estuvo unido a la medida de cantidades de magnitudes discretas.

⁷ Como puso en evidencia Brousseau (1995), al construir la situación fundamental del número en su aspecto cardinal.

⁸ En el sentido de Brousseau (1998).

⁹ En general, este proceso de estructuración y delimitación del sistema forma parte de todo el trabajo de modelización. Sin embargo, las restricciones de la Educación Infantil nos han llevado a decidirlo a priori.

¹⁰ Gusanos, hojas, crisálidas, mariposas (que posteriormente se subdividirán en dos colecciones:
mariposas vivas y mariposas muertas).

¹¹ García (2005); García et al. (2006).