sócioepistemologia: nota sobre a construção social do conhecimento matemático avançado
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Sócioepistemologia:Sócioepistemologia:Nota sobre a Construção Social do Nota sobre a Construção Social do
Conhecimento Matemático AvançadoConhecimento Matemático Avançado
Dr. Ricardo Cantoral – UrizaDepartamento de Matemática Educativa – Cinvestav IPN
Centro de Investigación en Matemática Educativa – Cimate UAG
Miembro regular de la Academia Mexicana de Ciencias
Sistema Nacional de Investigadores, Nivel II
2
La sensibilité La sensibilité à la contradiction...à la contradiction...Recherches en Didactiques des MathématiquesRecherches en Didactiques des Mathématiques
• SOCIOÉPISTÉMOLOGIE: Approche SOCIOÉPISTÉMOLOGIE: Approche théorique systémique qui permet de traiter théorique systémique qui permet de traiter les phénomènes de production et de les phénomènes de production et de diffusion de la connaissance à partir d’une diffusion de la connaissance à partir d’une perspective multiple, en incorporant l’étude perspective multiple, en incorporant l’étude des interactions entre l’épistémologie de la des interactions entre l’épistémologie de la connaissance, sa dimension socioculturelle, connaissance, sa dimension socioculturelle, les procédés cognitifs associés et les les procédés cognitifs associés et les mécanismes d’institutionnalisation via mécanismes d’institutionnalisation via l’enseignement. (Cantoral, Farfán, 2003).l’enseignement. (Cantoral, Farfán, 2003).
3
The Teaching and Learning The Teaching and Learning of Mathematics at University Level of Mathematics at University Level
Kluwer Acadmic Publishers, 2001Kluwer Acadmic Publishers, 2001
• The history ... has also been looked at from a The history ... has also been looked at from a socioepistemological perspective by research socioepistemological perspective by research group ... at Cinvestav in Mexico... starts with the group ... at Cinvestav in Mexico... starts with the assumption that the present structure of assumption that the present structure of theoretical mathematical discourse in analysis theoretical mathematical discourse in analysis obscures the essential emprirical sources of the obscures the essential emprirical sources of the development of the field... Thus, looking at development of the field... Thus, looking at historical development provides alternative historical development provides alternative ways to introduce and develop knowledge in the ways to introduce and develop knowledge in the field.field.
4
KluwerKluwer Acadmic Publishers, 2001Acadmic Publishers, 2001
• ThisThis is especially necessary if one has in mind not is especially necessary if one has in mind not the training of future mathematicians but the the training of future mathematicians but the training of scentific students and engineers. Such a training of scentific students and engineers. Such a perspective has been used by Cinvestav in order to perspective has been used by Cinvestav in order to study the learning and teaching of variation, from study the learning and teaching of variation, from high school to studies in advanced analysis of the high school to studies in advanced analysis of the way variation is dealt with in different professional way variation is dealt with in different professional and social contexts, the cognitive analysis of and social contexts, the cognitive analysis of learning processes, and didactic engineering designs learning processes, and didactic engineering designs (see Cantoral, Farfán, 1998)” In Robert, p. 285.(see Cantoral, Farfán, 1998)” In Robert, p. 285.
5
Albert Einstein, 1940
• Todos os impérios do futuro virão a ser impérios do conhecimento, e somente terão êxito os povos que entendam como gerar conhecimento e como protegê-los, como buscar os jovens que tenham a capacidade para fazê-lo e assegurar que estes fiquem no país.
6
Albert Einstein, 1940
• Os outros países litorâneos bonitos com igrejas, minas, com uma história fantástica; pois provavelmente não ficarão com as mesmas bandeiras, nem com as mesma fronteiras, nem tão pouco êxito econômico.
7
En el siglo XXI
• Nos encontramos en una sociedad que depende cada vez más de sus avances científicos y tecnológicos.
• Lo nuevo de la evolución reciente de la modernidad es que, cada vez más, la ciencia y particularmente la tecnología afectan la vida cotidiana.
8
En el siglo XXI
• Esta influencia es observable en la creciente demanda de conocimiento científico y tecnológico para tomar decisiones comunes, ya sean individuales, como dietas alimenticias que afectan la presión arterial, la diabetes, o sociales, como la de optar por fuentes de energía más limpias que las tradicionales basadas en combustión de petróleo.
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En el siglo XXI
• La ciencia y la tecnología han dejado de ser parte del discurso de unos pocos académicos para formar parte de la “canasta básica” del ciudadano de a pie, de hecho, para interpretar las noticias diarias se requiere de un conocimiento mínimo en matemáticas ciencia y tecnología.
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Sociedades del conocimiento
• La del futuro será una sociedad del conocimiento. Éste será el recurso clave en el desarrollo de las personas, y los trabajadores del conocimiento serán fuerza dominante. Aunque la escuela ha dejado de ser el canal único mediante el cual se entra en contacto con el conocimiento
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Se estima que...
• la educación en general, pero la educación básica y media en particular, dejarán de estructurarse en torno de materias tradicionales para hacerlo en función de temas, asuntos, problemáticas o competencias
• Se busca que el alumno sea capaz de aprender a aprender, a hacer, a ser, a participar...
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Que motivo tais mudanças?
• concepção biológica universal dos seres humanos
• concepção de singularidade psicológica e genética (ADN)
Natureza social do estudante
Se passou da ... para ...
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Natureza social do estudante
• Del coeficiente intelectual (IQ), que caracteriza al nivel de inteligencia
• A la inteligencia que progresa en varias dimensiones, que además se modifica y se expande
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• Currículo estandarizado
• Secuencia óptima de aprendizaje
• Atención a la heterogeneidad
• Los ritmos y las secuencias de aprendizaje varían
Acumulación del progreso
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En el año 2010, se liberalizan las profesiones básicas
• Un ingeniero formado en los EUA o en Canadá, puede trabajar en México
• Un ingeniero formado en México puede trabajar en EUA o en Canadá
• ¿Cuál será la dirección del flujo preferencial y mayoritario y hacia qué clase de empleos?
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La educación, pasa de ser ... a
• Un concepto teórico del interés exclusivo de los académicos
• El valor agregado en la producción
• Una promesa de mecanismo ideal para la promoción social
• Un asunto de competencia comercial
• pero sobre todo, se vuelve hoy día
• Un asunto de Seguridad Nacional
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Profesiones contenidas, TLC
• Actuarios• Agrónomos• Contadores• Enfermeiras• Farmacéuticos• Advogados
• Ingenheiros• Arquitetos• Odontólogos• Psicólogos• Médicos• Veterinarios
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Número de alumnos por nivel educativo en 1986 y en 1996
• Educación Básica: 21,685,100 en 1986
22,480,700 en 1996
24,599,000 en 2006
• Educación Media: 1,941,900 en 1986
2,438,700 en 1996
3,600,000 en 2006
• Educación Superior:1,157,600 en 1986
1,522,000 en 1996
2,600,000 en 2006
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Matrícula por nível
20
Desertação ou expulsão?Desertação ou expulsão?
40
13
4
2té cn ico s
6T é cn ico m e d io
10
4
5lice n c ia d o s
9L ice n c ia tu ra
25B a ch ille ra to
1
2m a e s tro s
3N o rm a l
53S e cu n d a ria
100P rim a ria
Frações
Cálculo
Álgebra
¿Cuánto es la mitad de ½?
¿Cuánto es 20?
¿Cuánto vale el lím (1+1/n)n? n
21
Sistemas y SubsistemasSistemas y Subsistemas
Sistema didáctico
AAAA
SSSS
PPPP
AA
SS
PP
AA
SS
PP
AA
SS
PP
Sistema de enseñanza
22
Sistema educativoSistema educativo
23
Questões ausentes na aprendizagemQuestões ausentes na aprendizagem
• Como aprendem as pessoas? … Como aprendem as pessoas? … da onde?da onde?
• Como podíamos aprender a analisar seus processos de Como podíamos aprender a analisar seus processos de
aprendizagem? … aprendizagem? … a onde?a onde?
• Como atender á diversidade social e cultural dos Como atender á diversidade social e cultural dos
estudantes e os sistemas educativos?estudantes e os sistemas educativos?
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Conhecimento matemáticoConhecimento matemático
• Teórico – CMTCMT
• Escolar – CMECME
• Funcional – CMF CMF
TD
PT
CMTCMTCMTCMT
CMECMECMECMECMFCMFCMFCMF
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CMT – Somas com decimaisCMT – Somas com decimais
• 22,5 37 41,5 101 pues
• (22 101 2 100 5 101) (33 101 7
100 0 101) (44 101 1 100 5 101)
(22 33 44) 101 (2 7 1) 100 (5 0
5) 101 (9 101) (10 100) (10 101)
(9 101) (1 101) (1 100) (9 1 )
101 (1 100) 10 101 1 100 100 + 1
101
26
CME – Somas com decimaisCME – Somas com decimais
Pedro vai á papelaria a comprar três
cadernos, um de desenho e outro de
matemática e música, cujo os preços são:
$ 22,50; $ 37,00 e $ 41,50
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101.00
CME – Somas com decimaisCME – Somas com decimais
Quanto deve pagar por sua compra?
22,50
+ 37,00
41,50
11
101.00101.00101.00101,00
11
28
CMF – Sumas con decimalesCMF – Sumas con decimales
Se comercian productos cuyos precios 22 pesos
con 50 centavos, 37 pesos y 41 pesos con 50
centavos, ¿Cuánto debo pagar por los tres?
… 22 + 37 es casi 22 + 38; 60 (es 60 – 1)
… 60 menos 1 + 40 más 1 es 60 + 40; 100
… 50 + 50 centavos es 1 peso
… la suma es entonces 101 pesos
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Construa o gráfico deConstrua o gráfico de yy==xx22
Procedimiento usual:
Tabular + Puntear + Trazar
• ( 2) 2 4
• ( 1) 2 1
• 0 2 0
• 1 2 1
• 2 2 4
2 4
1 1
0 0
1 1
2 4
30
PuntearPuntear
2 4
1 1
0 0
1 1
2 4
31
A los mismos estudiantesA los mismos estudiantes
Se les propuso
bosquejar la
gráfica, pero
partiendo de otra
tabla de valores
2 4
1 1
1 1
2 4
0 0
32
Producen este dibujoProducen este dibujo
2 4
1 1
1 1
2 4
0 0
33
(x, y)
(2, 3)
(0, 1)
(y – 3) (x – 2)
(3 – 1) (2 – 0)
2y – 6 = 2x – 4
2y – 2x = 2
y = x + 1
=
Presentação escolar da equação Presentação escolar da equação de uma retade uma reta
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Pendência e o teorema de ThalesPendência e o teorema de Thales
A
C
D
E
CA
AB=
DE
EB<>
B
D
E
Un ejemplo de enseñanza:Un ejemplo de enseñanza:P a r a d i g m a sP a r a d i g m a sdel cálculo diferencialdel cálculo diferencial
•Enfoque algorítmicoEnfoque algorítmico
•Enfoque formalEnfoque formal
•Enfoque axiomáticoEnfoque axiomático
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Relaciones entre variablesRelaciones entre variables• Este enfoque se caracteriza por su centración Este enfoque se caracteriza por su centración
en las en las variablesvariables y sus relaciones; sus y sus relaciones; sus representantes principales son los libros de representantes principales son los libros de texto de principios del siglo XX. Como el texto de principios del siglo XX. Como el libro de W. A. Granville, …libro de W. A. Granville, …
• Los conceptos: función, límite, continuidad, Los conceptos: función, límite, continuidad, derivada, integral, … se estructuran sobre la derivada, integral, … se estructuran sobre la idea idea paramatemáticaparamatemática de variable… de variable…
37
Relaciones entre funcionesRelaciones entre funciones• Este enfoque se caracteriza por su Este enfoque se caracteriza por su
centración en las centración en las funcionesfunciones y sus y sus relaciones; sus representantes principales relaciones; sus representantes principales son los libros como el de M. Spivakson los libros como el de M. Spivak
• Los conceptos: función, límite, Los conceptos: función, límite, continuidad, derivada, integral, … se continuidad, derivada, integral, … se estructuran sobre la idea estructuran sobre la idea matemáticamatemática de de función real de variable real …función real de variable real …
38
Relaciones entre estructurasRelaciones entre estructuras
• Este enfoque se caracteriza por su Este enfoque se caracteriza por su centración en las centración en las estructurasestructuras numéricas; sus numéricas; sus representantes principales son los textos representantes principales son los textos como el de K. Kuratowskycomo el de K. Kuratowsky
• Los conceptos: función, límite, continuidad, Los conceptos: función, límite, continuidad, derivada, integral, se estructuran sobre la derivada, integral, se estructuran sobre la idea de estructura idea de estructura metamatemáticametamatemática de de número realnúmero real
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y = f (x)
y = f ´ (x)
Derivada de uma função Derivada de uma função Resposta de um docenteResposta de um docente
40
Um exemplo de gestão de classeUm exemplo de gestão de classe
• Problema: Seja V = ax2+ay2-2az2 o potencial elétrico com a constante. Encontra o campo elétrico e o valor de a para que o Trabalho W de levar uma carga q=2C do ponto (0,0,2) ao ponto (0,0,0) seja de –5105J.
• Professor: Qual é o Trabalho?• Estudante: W=FD• P: Pois, ... não é um produto vetorial...• E: Então W= F D
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Um exemplo de gestão de classeUm exemplo de gestão de classe
• P: Pois o D... é grande?, recordar que é uma integral
• E: ¡Ah, sim!, W = F d• P: Pois se necessita o diferencial de longitude,
não?• E: ¡Sim claro!, W=F d dl• P: Tiralo... uma d e usa vectores• E: W = F dl
R. Pulido
42
Onde ela é positiva Onde ela é positiva ((xx)?)?
43
Onde ela é positiva Onde ela é positiva ((xx)?)?
44
Onde ela é positiva Onde ela é positiva ((xx)?)?
++ +
45
Onde ela é positiva Onde ela é positiva ((xx)?)?
?
46
Linguaje e discurso escolarLinguaje e discurso escolar
• Posição• Velocidade• Aceleração• …?
• Ordenada• Pendência• Concavidade• …?
f (x) f (x)
f (x)
f (x)
Quente – frio … morno / Grande - pequeno, ... médio
Bom - mau, ... regular / Longe – perto, ... “mais ou menos”
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R e l m eR e l m e2020
Reunión Latinoamericana de Matemática EducativaReunión Latinoamericana de Matemática EducativaCamaguey, CubaCamaguey, Cuba
48
Newton, 1676Newton, 1676
49
Em onde ha mais polvos?, Em onde ha mais polvos?, encima ou embaixoencima ou embaixo
50
Qual o caminho mais curto?Qual o caminho mais curto?
51
Representação dos câmbiosRepresentação dos câmbios
52
O quê ? E como desloca?O quê ? E como desloca?
53
Qual é a diferença?Qual é a diferença?
54
Qual é a diferença?Qual é a diferença?
55
Qual é a diferença?Qual é a diferença?
56
CAS, CAS, visualizaçãovisualização
57
DispositivoDispositivo experimentalexperimentalCinvestav IPNCinvestav IPN
E. IVE. II
E. IE. III
P. AP. B
EscritorioCF
CM
58
Língua natural e íconesLíngua natural e ícones
59
Trajetória e íconesTrajetória e ícones
60
Trajetória das coordenadasTrajetória das coordenadas
61
Segundos de demora nas vértices Segundos de demora nas vértices da posição do móvelda posição do móvel
62
Gráfica com elemento icónico para Gráfica com elemento icónico para expressar “ dar a volta ”expressar “ dar a volta ”
63
Modelo trajetória-numéricoModelo trajetória-numérico
64
Produção finalProdução final
Dr. Ricardo Cantoral – UrizaDr. Ricardo Cantoral – UrizaCentro de Investigación en Matemática Educativa – UAGCentro de Investigación en Matemática Educativa – UAG
rcantor@cinvestav.mxrcantor@cinvestav.mx
www.clame.org.mx
www.matedu.cinvestav.mx/rcantoral.html
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