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Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico

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Font, V. y Rubio, N. V. (2017). Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico. En J. M. Contreras, P. Arteaga, G. R. Cañadas, M. M. Gea, B. Giacomone y M. M. López-Martín (Eds.), Actas del Segundo Congreso International Virtual sobre el Enfoque Ontosemiótico del Conocimiento y la Instrucción Matemáticos. Disponible en, enfoqueontosemiotico.ugr.es/civeos.html Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico Resumen Primeramente, se reflexiona sobre la noción de proceso y sobre la diversidad de procesos y de términos para nombrarlos. Se entiende por proceso una secuencia de acciones realizada para conseguir un objetivo. Con relación a la diversidad de procesos, se ha optado por considerar una lista de procesos agrupados por un aire de familia, los cuales se clasifican en procesos y megaprocesos. En la segunda parte, se consideran los 16 procesos asociados a las configuraciones de objetos y a las facetas duales propuestas por el Enfoque Ontosemiótico (EOS) y se ponen algunos ejemplos. Estos 16 procesos dan origen a un grupo de familias de procesos que, metafóricamente, se pueden considerar como una base vectorial en la que se descomponen los procesos que se quieren estudiar. Dicha descomposición se ejemplifica para los procesos intuitivos. En la tercera parte, se resumen algunas investigaciones realizadas en el marco del EOS sobre diferentes procesos. Palabras clave: procesos matemáticos, práctica matemática, enfoque ontosemiótico Abstract We firstly reflect on the notion of process, the diversity of processes and the different terms used to name them. A process is understood as a sequence of actions performed to achieve a goal. In relation to the diversity of processes, we decided to consider a list of processes grouped by a family relationship, which are classified in processes and mega-processes. In the second part, we consider the 16 processes associated to the object configurations and the dual facets proposed by the Onto-semiotic Approach (OSA), and we give some examples. These 16 processes give rise to a group of families of processes that, metaphorically, can be considered as a vector base in which the processes to be studied are decomposed. Such categorization is exemplified for intuitive processes. In the third part we summarize some researches on different processes carried out under the OSA framework. 1. Algunas consideraciones sobre el término proceso matemático El término proceso tiene diferentes acepciones en el diccionario de la Real Academia Española , entre las cuales queremos destacar las siguientes: el concepto hace referencia a la acción de ir hacia adelante, al transcurso del tiempo, al conjunto de las fases sucesivas de un fenómeno natural o de una operación artificial. Tal como se señala en Font, Rubio, Giménez y Planas (2009), en las últimas décadas se ha producido a nivel internacional un " giro procesual " en el diseño de currículos de matemáticas. Dicho giro ha significado pasar de concebir currículos de matemáticas cuyos objetivos eran el aprendizaje, sobre todo, de conceptos, a pensar en currículos cuyos objetivos son el aprendizaje, sobre todo, de procesos. Este giro se ha producido, entre otras razones, debido a que las matemáticas actualmente se ven como una ciencia en la cual el método domina claramente sobre el contenido. Por esta razón, en las últimas décadas se ha dado una gran importancia al estudio de los procesos matemáticos, en particular los procesos de resolución de problemas y modelización.
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Font, V. y Rubio, N. V. (2017). Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico. En J. M. Contreras,
P. Arteaga, G. R. Cañadas, M. M. Gea, B. Giacomone y M. M. López-Martín (Eds.), Actas del Segundo
Congreso International Virtual sobre el Enfoque Ontosemiótico del Conocimiento y la Instrucción
Matemáticos. Disponible en, enfoqueontosemiotico.ugr.es/civeos.html
Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
Mathematical processes in the onto-semiotic approach
Vicenç Font1, Norma Rubio2
1Universitat de Barcelona, 2Pontificia Universidad Católica del Perú
Resumen
Primeramente, se reflexiona sobre la noción de proceso y sobre la diversidad de procesos y
de términos para nombrarlos. Se entiende por proceso una secuencia de acciones realizada
para conseguir un objetivo. Con relación a la diversidad de procesos, se ha optado por
considerar una lista de procesos agrupados por un aire de familia, los cuales se clasifican en
procesos y megaprocesos. En la segunda parte, se consideran los 16 procesos asociados a
las configuraciones de objetos y a las facetas duales propuestas por el Enfoque
Ontosemiótico (EOS) y se ponen algunos ejemplos. Estos 16 procesos dan origen a un
grupo de familias de procesos que, metafóricamente, se pueden considerar como una base
vectorial en la que se descomponen los procesos que se quieren estudiar. Dicha
descomposición se ejemplifica para los procesos intuitivos. En la tercera parte, se resumen
algunas investigaciones realizadas en el marco del EOS sobre diferentes procesos.
Palabras clave: procesos matemáticos, práctica matemática, enfoque ontosemiótico
Abstract
We firstly reflect on the notion of process, the diversity of processes and the different terms
used to name them. A process is understood as a sequence of actions performed to achieve
a goal. In relation to the diversity of processes, we decided to consider a list of processes
grouped by a family relationship, which are classified in processes and mega-processes. In
the second part, we consider the 16 processes associated to the object configurations and
the dual facets proposed by the Onto-semiotic Approach (OSA), and we give some
examples. These 16 processes give rise to a group of families of processes that,
metaphorically, can be considered as a vector base in which the processes to be studied are
decomposed. Such categorization is exemplified for intuitive processes. In the third part we
summarize some researches on different processes carried out under the OSA framework.
Keywords: mathematical processes, mathematical practice, onto-semiotic approach
1. Algunas consideraciones sobre el término proceso matemático
El término proceso tiene diferentes acepciones en el diccionario de la Real Academia
Española , entre las cuales queremos destacar las siguientes: el concepto hace referencia
a la acción de ir hacia adelante, al transcurso del tiempo, al conjunto de las fases
sucesivas de un fenómeno natural o de una operación artificial.
Tal como se señala en Font, Rubio, Giménez y Planas (2009), en las últimas décadas se
ha producido a nivel internacional un “giro procesual” en el diseño de currículos de
matemáticas. Dicho giro ha significado pasar de concebir currículos de matemáticas
cuyos objetivos eran el aprendizaje, sobre todo, de conceptos, a pensar en currículos
cuyos objetivos son el aprendizaje, sobre todo, de procesos. Este giro se ha producido,
entre otras razones, debido a que las matemáticas actualmente se ven como una ciencia
en la cual el método domina claramente sobre el contenido. Por esta razón, en las
últimas décadas se ha dado una gran importancia al estudio de los procesos
matemáticos, en particular los procesos de resolución de problemas y modelización.
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Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
Podemos observar este giro procesual, entre otros, en los Principios y Estándares del
Nacional Council of Teachers of Mathematics (NCTM, 2000), donde se propone el
aprendizaje de los siguientes procesos: resolución de problemas, razonamiento y prueba,
comunicación, conexiones y representación. El giro procesual que estamos comentando
está presente en los currículos actuales de muchos países ya que, actualmente, hay una
tendencia hacia currículos basados en procesos y competencias.
Este giro curricular hacia los procesos y las competencias plantea la demanda de
investigar su desarrollo y evaluación en los procesos de instrucción. Un buen indicador
de la investigación realizada en España sobre esta temática son las comunicaciones y
ponencias presentadas a los simposios de la Sociedad Española de Investigación en
Educación Matemática (SEIEM). En la revisión que se hace en Font (2011) de dichas
comunicaciones y ponencias para el nivel de la Enseñanza Secundaria Obligatoria (12-
16 años), se observa que las investigaciones no se han preocupado por desarrollar un
marco teórico general sobre procesos matemáticos, sino que se han dedicado a realizar
investigaciones concretas sobre determinados procesos, en especial sobre
argumentacón, generalización y resolución de problemas. En las investigaciones citadas
en Font (2011) no hay una definición de proceso asumida mayoritariamente y los
procesos particulares se nombran con términos diferentes.
Otra característica que se observa en la investigación sobre procesos es que éstos se
suelen descomponer en otros procesos. Por ejemplo, en la Teoría de la Educación
Matemática Realista se considera el proceso de modelización, el cual se descompone en
dos subprocesos: matematización horizontal y vertical. La matematización horizontal,
lleva del mundo real al mundo de los símbolos y hace posible el tratar matemáticamente
un conjunto de problemas. En este subproceso son característicos los siguientes
procesos: 1) identificar las matemáticas en situaciones problemas; 2) esquematizar; 3)
formular y visualizar un problema de varias maneras; 4) descubrir relaciones y
regularidades; 5) reconocer aspectos isomorfos en diferentes problemas; 6) transferir un
problema real a uno matemático; 7) transferir un problema real a un modelo matemático
conocido. Una descomposición similar se tiene para la matematización vertical.
Hay un hecho relevante de tipo empírico, observable tanto en la investigación en
educación matemática como en los currículos oficiales. Nos referimos: 1) a la
diversidad de conceptualizaciones del término proceso matemático; 2) a la
caracterización de un proceso mediante su descomposición en otros procesos; y 3) a la
diversidad de procesos y de términos para nombrarlos.
2. Los procesos en el Enfoque Ontosemiótico
Si bien hay diversidad de conceptualizaciones del término proceso matemático, hay
algunas características que son comunes a muchas de ellas, como son la idea de
concatenación y de tiempo. En el Enfoque Ontosemiótico (EOS) (Godino, Batanero y
Font, 2007; Font, Godino y Gallardo, 2013) se considera que un proceso matemático es
lo que podemos inferir que ha causado una cierta respuesta a una demanda dada. Es una
secuencia de acciones que es activada o desarrollada, durante un cierto tiempo, para
conseguir un objetivo, generalmente una respuesta (salida) ante la propuesta de una
tarea matemática (entrada).
Con relación a la caracterización de un proceso mediante su descomposición en otros
procesos, en el EOS se ha considerado conveniente pensar en procesos más complejos
Vicenç Font y Norma Rubio
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(megaprocesos) y procesos más básicos. Ejemplos de megaprocesos son la resolución
de problemas y la modelización.
Con relación a la diversidad de procesos y de términos para nombrarlos, es un hecho
que hay una gran diversidad de procesos y que, además, muchos de ellos parecen
sugerir ideas similares. Los procesos pueden aparecer con una cierta acepción dentro de
un marco teórico, como es el caso del EOS que aquí nos ocupa; pero también aparecen
en otros marcos teóricos y en documentos curriculares. Una opción que en el EOS ha
permitido avanzar en esta diversidad de procesos ha sido: 1) diferenciar entre práctica,
procedimiento y proceso; 2) distingir entre procesos y megaprocesos; y 3) agrupar los
procesos por aire de familia (Wittgenstein, 1953).
2.1. Práctica, procedimiento y proceso
Para distinguir entre práctica, procedimiento y proceso, consideremos la activdad
matemática realizada para resolver la tarea siguiente:
Calcular la derivada de la función
43 23
)( 2
xxx
xf
.
Para resolverla, el estudiante debe de realizar una secuencia de acciones (sujetas a reglas
matemáticas) tales como: a) leer y entender el enunciado de la tarea, b) calcular la
derivada aplicando una serie de pasos que se derivan de la regla de la derivada de un
cociente de funciones:
2
2
)43( )23(3)43)·(32(
)´(
xxxxx
xf
.
A esta serie de pasos (derivar el numerador, multiplicar por el denominador sin derivar,
etc.) que nos dicen a priori cómo se deben de hacer las cosas, en el EOS se le llama
procedimiento (también se podrían considerar otras acciones, como la simplificación de
la expresión obtenida). A este conjunto de acciones realizadas es lo que se llama
práctica y a los pasos que nos dicen a priori cómo se debe de realitzar dichas acciones se
le llama procedimiento.
Por último, si el estudiante realiza muchos cálculos similares llegará un momento en
que podrá realizar este tipo de cálculos sin tener que poner mucha atención en cómo
hacerlo. En este caso, podemos hablar de un proceso de automatización, en el sentido de
que el alumno puede realizar este tipo de prácticas sin necesidad de mucha atención y
reflexión sobre lo que está haciendo.
En las clases de matemáticas, sobre todo en primaria y secundaria, se presenta a los
alumnos muchos procedimientos. Por ejemplo, en aritmética, multiplicación, división,
resta, etc.; en geometría, procedimientos de construcción (mediatriz, etc.). Dichos
procedimientos se practican en clase con la finalidad de que no exijan después muchos
recursos atencionales. En nuestra opinión, en lugar de considerar un proceso de
multiplicación, otro de división, otro de construcción de una mediatriz, etc. es más
conveniente agruparlos todos en un solo proceso que se puede llamar algoritmización,
mecanización (en el sentido de repetición), automatización, etc. Este hecho hace que un
proceso como el de mecanización se pueda considerar como la realización repetida de
un procedimiento sin la necesidad de dedicar muchos recursos atencionales.
Tal como se han caracterizado los términos de práctica y de proceso, se genera el
problema de un solapamiento entre ambos constructos. En el EOS, en lugar de
prescindir de uno de ellos se ha decidido mantener a los dos para poder realizar una
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Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
mejor descripción de la actividad matemática. Dicha descripción se realiza en tres fases,
primero se hace una narración (se cuenta una historia) matemática de la actividad
realizada (se trata de un discurso en términos de prácticas matemáticas), en este discurso
aparecen ciertos “personajes” (alguna propiedad, notación, etc.) que son objetos
primarios. En una segunda fase, se hace un análisis más exhaustivo de los objetos
primarios usados o emergentes en las prácticas descritas, con lo cual aparecen muchos
otros “personajes secundarios” que no han aparecido en la descripción de las prácticas
de la primera fase (se trata de una mirada estática sobre los objetos primarios de la
configuración activada en las prácticas). Dado el solapamiento comentado entre
prácticas y procesos, en el discurso sobre las prácticas realizadas ya se hallan algunos
procesos, los cuales, en una tercera fase, se pueden complementar aplicando la dualidad
proceso-producto a los objetos primarios y, por último, pensando en otros procesos que
no aparecen fàcilmente en el discurso de las prácticas de la primera fase (por ejemplo,
procesos metacognitivos, de generalización, de significación, etc.).
La opción que se acaba de presentar de no reducir el termino práctica al de proceso (o
viceversa), tal como se ha dicho antes, se toma para poder realizar una mejor
descripción de la actividad matemática. El discurso sobre prácticas se enfocaría más
hacía las matemáticas, mientras que el discurso sobre procesos tendría un foco más
cognitivo. De esta manera, manteniendo la autonomía entre ambas nociones,
consideramos que se consigue una mejor descripción de la actividad matemática
realizada.
Con relación a esta opción se puede objectar que queda pendiente cuál de las dos
nociones es más básica. No entraremos en esta cuestión aquí, ya que consideramos más
operativo mantener la autonomia de ambas nociones. Pero es plausible pensar en una
teoría que tome como categoría básica la noción de proceso y derivar a partir de ella la
noción de práctica, como es el caso la Teoría General de Procesos (TGP) (Vasco, 2014),
desarrollada en Colombia por un grupo de investigadores dirigido por Carlos Vasco.
2.2. El grupo de los 16 procesos básicos derivados de los constructos del EOS
En la Figura 1 se sintetiza una parte de las nociones teóricas propuestas por el EOS.
Figura 1. Modelo ontosemiótico de los conocimientos matemáticos. Fuente: Font,
Planas y Godino (2010)
Vicenç Font y Norma Rubio
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En este enfoque la actividad matemática ocupa el lugar central y se modeliza en
términos de sistema de prácticas. De las prácticas emergen los distintos tipos de objetos
primarios matemáticos, que están relacionados entre formando configuraciones
(hexágono). Por último, los objetos primarios que intervienen en las prácticas
matemáticas y los emergentes de las mismas, según el juego de lenguaje (Wittgenstein,
1953) en que participan, pueden ser consideradas desde las diferentes maneras de “estar
participando”, las cuales se agrupan en facetas o dimensiones duales (decágono).
Tanto las dualidades como los objetos primarios de la configuración se pueden analizar
desde la perspectiva proceso-producto, lo cual nos lleva a los 16 procesos que se
recogen en la Figura 1. Es decir, si en el análisis de la actividad matemática podemos
identificar y segregar un objeto primario de la línea del movimiento al que pertenece,
por ejemplo una representación, quiere decir que podremos encontrar un intervalo de
tiempo en el que hay un inicio cuyo final es este objeto primario; y podemos considerar
como un proceso de representación el que se ha realizado en este intervalo de tiempo.
Por ejemplo, consideremos la siguiente transcripción de una clase sobre la mediatriz con
alumnos de 11 años correspondiente a 37 segundos.
Profesora: (…) a ver, si yo hago una línea de esta manera, ¿esto es un segmento?
Alumnos: no
Profesora: no, ¿por qué no es un segmento?
Alumna: porque es una línea por un lado abierta y un segmento tiene que tener un punto donde…
Profesora: a ver, esto es una línea recta que no tiene ni principio ni fin. Yo la alargo por donde
quiero. Y un segmento lo tengo que...
Alumnos: cerrar…
Profesora: que cerrar, le tengo que poner un origen y un final. Entonces aquí va el segmento.
A este segmento lo puede llamar origen A y tal,
lo puedo llamar segmento , ¿de acuerdo?, ¿estáis de acuerdo?
Por una parte, podemos considerar que hay un proceso de representación durante estos
37 segundos y, por otra parte, podemos identificar y segregar un objeto primario de la
línea del movimiento al que pertenece; es decir podemos segregar un objeto primario
correspondiente a la categoría lenguaje, en concreto la representación simbólica de
un segmento. Entre la entrada (la pregunta de la profesora ¿esto es un segmento) y la
salida (la representación simbólica ) podemos considerar que se ha producido un
proceso de representación.
Los 16 procesos de la Figura 1 forman una primera lista de procesos que se derivan de
los constructos teóricos del EOS (configuración de objetos primarios y facetas duales).
Ahora bien, en ella no se pretende incluir a todos los procesos implicados en la
actividad matemática, ni siquiera a los más importantes, entre otros motivos porque
algunos de ellos (por ejemplo, el proceso de comprensión, el de resolución de
problemas o el de modelización) más que procesos son hiper o megaprocesos.
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Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
De momento tenemos la práctica matemática, la configuración formada por seis objetos
primarios (problema, argumento, definición, propiedad, proposición, y representación) y
una lista de 16 procesos (derivados de la configuración de objetos primarios y facetas
duales) como herramientas para el anáLisis de la actividad matemática.
Dada una tarea si bien el análisis de la actividad matemática necesaria para su
resolución necesita para ser descrita, además de las prácticas, muchos procesos y
objetos (por ejemplo, en la transcripción anterior, además del objeto primario
tenemos, entre otros, el objeto primario representación gráfica del segmento) podemos
considerar que, según el contexto, se puede priorizar un solo proceso considerado el
principal. En Font, Rubio y Contreras (2008), se ponen ejemplos de esta priorización, de
los cuales reproducimos aquí algunos (Figura 2). La primera columna es la tarea
presentada a los alumnos (entrada), la tercera columna sería el resultado de la acción del
sujeto, su respuesta (salida). La segunda columna sería el proceso que ha permitido
pasar de la entrada a la salida.
Entrada
Salida
Puentes de Königsberg: Dos islas en el
río Pregel que cruza Königsberg se unen
entre ellas y con la tierra firme mediante
siete puentes. ¿Es posible dar un paseo
empezando por una cualquiera de las
cuatro partes de tierra firme, cruzando
cada puente una sola vez y volviendo al
punto de partida?
El problema anterior se puede
trasladar a la siguiente pregunta:
¿se puede recorrer el dibujo
terminando en el punto de
partida sin repetir las líneas?
Circunferencia con centro (0, 0) y radio
r.
x2 + y2 = r2
hf(x)-h)+f(x
0h
lim
Interpretamos el límite como el
valor al cual se aproximan las
tasas medias de variación
hf(x)-h)+f(x
cuando h
0, y
después focalizamos nuestra
atención en esta clase.
Figura 2. Ejemplos de algunos procesos asociados a las configuraciones y a las facetas
duales. Fuente: Font, Rubio y Contreras (2008)
2. 3. Megaprocesos
En el EOS se consideran procesos (por ejemplo, los 16 de la Figura 1) y megaprocesos
(por ejemplo resolución de problemas o modelización). Existe un consenso amplio en
considerar que, tanto la resolución de problemas como la modelización, son
megaprocesos, pero dicho consenso no es claro para otros procesos. Una manera de
Vicenç Font y Norma Rubio
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investigar sobre los megaprocesos es estudiar su relación con los procesos más básicos
que los componen. La consideración de un proceso como un megaproceso es algo sobre
lo que no hay consenso. Por otra parte, de la misma manera que los megaprocesos, un
proceso se puede considerar formado, a su vez, por otros procesos.
2.4. Aire de familia en los procesos y lista de procesos
Otra opción que se toma en el EOS, para organizar la reflexión sobre los procesos, es
pensar en términos de grupos de procesos que tienen un aire de familia entre ellos. Los
procesos agrupados en una familia tienen alguna característica en común si los
comparamos dos a dos, pero quizás no haya ninguna característica común a todos ellos.
Por ejemplo, entre demostrar, justificar, argumentar, explicar, etc. hay muchas
diferencias, pero también podemos encontrar un aire de família entre todos ellos, lo cual
hace razonable que a veces los tratemos como un grupo.
Además de agrupar los procesos en familias que tiene un parecido, cada uno de estos
procesos también se puede considerar como una familia. Por ejemplo, el proceso de
demostración lo podemos considerar como un miembro de una familía en la que están
también la argumentación o la justificación. Pero, a su vez, hay muchos tipos de
procesos de demostración (reducción al absurdo, inducción completa, razonamiento por
elemento genérico, etc.).
De esta manera se puede generar una lista no cerrada de procesos. Esta lista comienza
con los 16 procesos dervados de la Figura 1. Dado un nuevo proceso o bien se agrupa en
una familia con uno de los 16 procesos o bien genera una nueva familia. En esta lista,
algunas de las familias se pueden considerar magaprocesos (por ejemplo, la resolución
de problemas).
2.4. Relación entre procesos
En el EOS, para el estudio de un determinado proceso se considera útil la metáfora de la
base vectorial. La mirada que permite dicha metáfora, consiste primero en situar el
proceso que nos interesa en el centro de la Figura 1 para relacionarlo con los procesos
de comunicación, enunciación, definición, argumentación y algoritmización y los
procesos relacionados con las diferentes miradas que posibilitan las facetas duales
(institucionalización / personalización; generalización / particularización;
descomposición / reificación; materialización / idealización; representación/
significación). En Font (2007) se aplica dicha técnica a los procesos metafóricos, en
Malaspina (2008) y Malaspina y Font (2010) a los procesos intuitivos, en Godino y Font
(2010) y en Font y Rubio (2016) al proceso de representación, en Godino, Cajaraville,
Fernández y Gonzato (2012) a los procesos de visualización y en Sala (2016) a los
procesos creativos.
Por ejemplo, en Malaspina (2008) y Malaspina y Font (2010) se utiliza la metáfora
vectorial, en la que el proceso intuitivo es un vector con tres componentes (alguna de
ellas podría ser “cero” en determinados casos), en la que las tres componentes son
procesos que pertenecen al grupo de los 16 procesos considerados en el EOS:
Intuición = (idealización, generalización, argumentación)
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Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
Figura 3. Componentes de la intuición. Fuente: Malaspina (2008)
Con este esquema (Figura 3), se visualiza que la intuición actúa sobre ideas matemáticas
universales (que están presentes por medio de sus ostensivos asociados), para llegar a
resultados que se consideran verdaderos sin (o casi sin) una argumentación explícita. De
hecho, las diferentes maneras de entender la intuición difieren en el énfasis que dan a
cada una de las tres componentes del “vector intuición”.
3. Investigaciones sobre procesos en el marco del EOS
En el marco del EOS se han realizado numerosas investigaciones que se han interesado
por la dialéctica entre significados personales e institucionales. En estas investigaciones
se focaliza la atención, sobre todo, en los procesos de personalización e
institucionalización y también en el de significación.
Con relación al proceso de significación, en el EOS ante una pregunta como, por
ejemplo, ¿cuál es el significado de f ’(x)? se considera que una respuesta razonable es:
f ’(x) es un símbolo que cualquier persona con unos mínimos conocimientos de cálculo
diferencial, conoce como una notación que representa a la función derivada y esta
persona, a su vez, conoce su definición. Por tanto, es razonable concluir, de entrada, que
el significado de f ’(x) es la definición de función derivada. Esta concepción, se puede
considerar como una manera “elemental” de plantear el problema. Desde este punto de
vista, para especificar el significado de f ’(x) basta dar una definición.
Si entendemos el significado como una definición, nos podemos preguntar en qué
consiste la comprensión de una definición. Nuestra respuesta es que para comprender la
definición, un alumno tiene que activar una trama de funciones semióticas como la
descrita en Font y Contreras (2008) para la definición de función derivada.
Otra posible manera de afrontar el problema es hacerlo en términos de comportamiento.
Desde este nuevo punto de vista, conocer las cualidades de un objeto equivale a conocer
su comportamiento posible, o sea, el conjunto de relaciones predicables de él. Desde
esta perspectiva el significado de un objeto matemático se debe entender en términos de
lo que se puede hacer con él. Esta concepción, que se puede considerar pragmatista, nos
da una perspectiva “sistémica” ya que se considera que el significado, por ejemplo, de
f ’(x) es el conjunto de prácticas matemáticas en las que el uso de esta expresión (u otras
Vicenç Font y Norma Rubio
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que se consideran equivalentes) es determinante para su realización. En el marco del
EOS se ha profundizado sobre la mirada sistémica de los objetos matemáticos y su
significado, introduciendo la idea de significados parciales y su descripción en términos
de prácticas y configuraciones de objetos primarios activados en dichas prácticas. Esta
mirada compleja se ha aplicado a diferentes objetos matemáticos, en particular en Pino,
Godino y Font (2011) para la derivada.
Lo que en los planteamientos filosóficos de tipo platonista se considera un objeto
matemático con existencia independiente de las personas (por ejemplo, la derivada), en
el EOS (Font, Godino y Gallardo, 2013) se explica como un objeto secundario complejo
que emerge de las distintas maneras de ver, hablar, operar, etc. globalmente
(holísticamente) sobre los objetos primarios de diferentes configuraciones. Dicho en
otros términos, este objeto sería el contenido al que se refiere o indica globalmente,
explícita o implícitamente, el par (prácticas matemáticas, configuración epistémica de
objetos primarios activada en dichas prácticas).
Por ejemplo, para el objeto (secundario) matemático derivada, Pino, Godino y Font
(2011) caracterizan su complejidad mediante nueve configuraciones epistémicas : 1)
tangente en la matemática griega; 2) variación en la edad media; 3) métodos algebraicos
para hallar tangentes; 4) concepciones cinemáticas para el trazado de tangentes; 5) ideas
intuitivas de límite para el cálculo de máximos y mínimos; 6) métodos infinitesimales
en el cálculo de tangentes; 7) cálculo de fluxiones; 8) cálculo de diferencias y, 9)
derivada como límite.
Si entendemos el significado como uso, diremos que una persona comprende, entiende,
sabe, etc. el significado de f ’(x) cuando lo usa de manera competente en diferentes
prácticas matemáticas. Desde esta perspectiva sistémica, un sujeto comprende el
significado de f’(x) cuando realiza prácticas correctas en las que ha de poner en
funcionamiento diferentes significados parciales de la derivada (como límite del
cociente incremental, como pendiente de la recta tangente a la gráfica de f, como
velocidad instantánea, etc.).
En el EOS también se han realizado investigaciones que tienen relación con otros
procesos. Resumimos brevemente algunas de estas últimas.
3.1. Proceso de representación
En Godino y Font (2010) y Font y Rubio (2016) se reflexiona sobre el proceso de
representación a partir de situarlo en el centro de la Figura 1 para relacionarlo con los 16
procesos que en ella se contemplan y en Font (2001) se hace una reflexión general sobre
las representaciones. Un resultado importante de esta reflexión sobre el proceso de
representación que queremos resaltar es el siguiente: ha permitido explicitar un
posicionamiento de tipo ontológico/epistemológico general que antes estaba implícito
en el EOS; nos referimos a un cierto posicionamiento (o al menos en una posición no
contradictoria) del EOS en un punto de vista ontológico/epistemológico que podríamos
llamar antirepresentacionista (Rortry, 1983).
En el EOS se considera que la clasificación en representaciones mentales o internas y
representaciones externas no es una clasificación transparente. La ambigüedad de la
clasificación interna/externa ha sido señalada por diversos investigadores. El motivo es
que los objetos matemáticos se representan en los libros, pizarras, etc. por sistemas
matemáticos de signos con soporte material que forman parte del mundo real, y, puesto
que se presupone que el sujeto se relaciona con el mundo real por medio de
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Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
representaciones mentales, resulta que lo que se ha considerado como externo en cierta
manera también es interno. Además, la clasificación entre representaciones internas y
externas obliga a preguntarse qué antecede a qué, si las representaciones internas a las
externas o viceversa. La mayoría de los psicólogos cognitivistas consideran más básicas
las representaciones internas puesto que consideran que para que las representaciones
externas sean representaciones han de ser representadas mentalmente por sus usuarios y,
por otro lado, las representaciones mentales pueden existir sin un duplicado público; por
ejemplo, muchos de nuestros recuerdos no son comunicados jamás. En cambio, la
mayoría de los científicos sociales y muchos filósofos, a menudo inspirados en
Wittgenstein, no están de acuerdo con ello.
En el EOS se considera que la dualidad interno/externo no da cuenta de la dimensión
institucional del conocimiento matemático, confundiendo en cierto modo dichos objetos
con los recursos ostensivos que sirven de soporte para la creación o emergencia de las
entidades institucionales. Esto tiene consecuencias importantes para entender los
procesos de aprendizaje, ya que no se modeliza adecuadamente el papel de la actividad
humana y la interacción social en la producción del conocimiento matemático y en el
aprendizaje. En el enfoque ontosemiótico la clasificación interna/externa, además de
problemática, se considera poco operativa y por ello se propone reconvertirla en dos
dualidades o atributos contextuales que se consideran más útiles. Nos referimos a las
dualidades ostensivo- no ostensivo y personal-institucional.
Utilizando constructos teóricos del EOS se ha realizado investigaciones sobre los
procesos de tratamiento y conversión de representaciones (por ejemplo, Font, 2000;
Rojas, 2015). Este último autor, muestra casos en los que los alumnos reconocen la
equivalencia sintáctica entre dos expresiones (en las que una deriva de un tratamiento
sobre la otra) pero no la semántica (entendida como trama de funciones semióticas) al
resolver una tarea de probabilidad o de geometría analítica.
3.2. Proceso de argumentación
Con relación al proceso de argumentación, Recio y Godino (2001), utilizando el marco
ontosemiótico, analizaron los rasgos característicos del significado de la noción de
prueba en distintos contextos institucionales: lógica y fundamentos de las matemáticas,
matemática profesional, ciencias experimentales, vida cotidiana y clase de matemáticas.
Su conclusión es que el estudio de los problemas epistemológicos y didácticos que
plantea la enseñanza de la prueba en la clase de matemáticas debe encuadrarse dentro
del marco más general de las prácticas argumentativas humanas. Asimismo, se observa
cómo en los distintos niveles de enseñanza se superponen los diversos significados
institucionales de la prueba, lo que podría explicar algunas dificultades y conflictos
cognitivos de los estudiantes con la prueba matemática.
3.3. Procesos de materialización e idealización
En Font y Contreras (2008) se utilizan las dualidades, ostensivono ostensivo y
extensivointensivo para tratar de manera separada los procesos de materialización e
idealización y los de particularización y generalización. Se trata de una distinción
importante que permite una mejor comprensión de cada proceso y, sobre todo, de su
presencia conjunta en la actividad matemática. Para Font y Contreras (2008) los
procesos de materialización-idealización están asociados a la dualidad ostensivo-no
ostensivo. Los objetos matemáticos son, en general, no perceptibles. Sin embargo, son
Vicenç Font y Norma Rubio
11
usados en las prácticas públicas a través de sus ostensivos asociados (notaciones, signos,
gráficos, etc.). La distinción entre ostensivo y no ostensivo es relativa al juego de
lenguaje (Wittgenstein, 1953) en el cual toman parte. Los objetos ostensivos también
pueden ser pensados o imaginados por un sujeto o bien estar implícitos en el discurso
matemático (por ejemplo, el signo de multiplicación en la notación algebraica).
Como resultado del proceso de idealización se pasa de un ostensivo, que a su vez es un
extensivo, a un no ostensivo que sigue siendo un extensivo. La otra cara de la moneda
es que para poder manipular los objetos no ostensivos necesitamos representaciones
ostensivas, las cuales son el resultado de un proceso de materialización (y también de
representación). El proceso de materialización sitúa el conocimiento matemático en el
“territorio del artefacto” (Radford, 2006) puesto que sus productos son artefactos
culturales que mediatizan y materializan el pensamiento.
El proceso de idealización es un proceso que duplica entidades ya que, además del
ostensivo que está en el mundo de las experiencias materiales humanas, se crea (como
mínimo de manera virtual) un no ostensivo idealizado. La relación que se establece
entre estas dos entidades es la de expresión-contenido, y se puede caer en el error de
segregar este par de objetos y dar vida independiente a los objetos no ostensivos (algo
parecido a cuando se considera el espíritu como algo segregado del cuerpo). Esto
ocurre, entre otros motivos, porque el discurso objetual que se suele utilizar en las
matemáticas induce a creer en la “existencia” del objeto matemático como algo
independiente de su representación. Wittgenstein (1978) ha sido, probablemente, quien
más claramente ha llamado la atención sobre este peligro; para este filósofo, la
concepción de que los términos matemáticos son nombres de objetos ideales o
abstractos, es fundamental para las confusiones que se producen al reflexionar sobre las
matemáticas.
En el EOS se considera que los procesos de materialización e idealización son
consustanciales a la actividad matemática. Dicho de otra manera, sin la materialización
en símbolos y artefactos no es posible realizar la actividad matemática y, por otra parte,
en el discurso que se hace sobre estos símbolos se sugiere explícita o implícitamente
que estos símbolos materiales están en representación de objetos ideales.
En Moreno, Font y Ramírez (2016) se explica una investigación en la que se analiza la
solución de un grupo de estudiantes universitarios a un problema mecánico que
involucra a un cuerpo deformable (el problema del corredor). El análisis de los
diagramas muestra la importancia de llevar a cabo un proceso de idealización, en el que
el corredor es pensado como un punto sobre el cual actúan tres fuerzas, como condición
necesaria para la solución de la tarea.
3.4. Procesos de particularización-generalización
Los procesos de particularización-generalización en el EOS están asociados a la
dualidad extensivo-intensivo. Un objeto extensivo es usado como un caso particular
(por ejemplo, la función y = 2x + 1), mientras que un intensivo es una clase (por
ejemplo, la familia de funciones y = mx + n). Los términos extensivo e intensivo están
sugeridos por las dos maneras de definir un conjunto, por extensión (un extensivo es
uno de los miembros del conjunto) y por intensión (se consideran todos los elementos a
la vez). Por tanto, por extensivo entendemos un objeto particularizado (individualizado)
y por intensivo una clase o conjunto de objetos. Los mecanismos que nos ofrece el
lenguaje para permitir la particularización o individualización de objetos matemáticos
12
Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
son variados (por ejemplo, los deícticos gramaticales que sirven para indicar otros
elementos: éste, ése, aquel, ahí, allí, acá, etc. o los determinativos indefinidos: uno,
alguno, cualquiera, etc.). También son variados los procesos de generalización (o
abstracción) que permiten obtener intensivos. Font y Contreras (2008) consideran tres
tipos de procesos: la abstracción reflexiva o constructiva, la eliminativa y la aditiva.
La abstracción reflexiva (Piaget, 2001) es un proceso que, a partir de la reflexión sobre
el sistema de acciones y su simbolización, llega a encontrar relaciones invariantes y las
describe simbólicamente. Esto quiere decir que, en este proceso, determinadas
propiedades y relaciones son señaladas y la atención se focaliza sobre ellas, lo cual pone
de manifiesto que ganan un cierto grado de independencia respecto de los objetos y
situaciones con los que inicialmente están asociados. Este tipo de abstracción produce
un resultado que aparece a partir de la acción y que gana sentido y “existencia” a partir
de ella. Una de las características de la abstracción reflexiva es que es constructiva, en
el sentido que construye intensivos a partir de la reflexión sobre la acción.
Ahora bien, podemos considerar otros mecanismos diferentes para obtener intensivos,
uno de tipo eliminativo y otro de tipo aditivo. La abstracción empírica funciona por
medio de un mecanismo eliminativo, se trata de eliminar o separar aspectos o notas de
lo concreto. En este caso, se llega a un intensivo por la aplicación básicamente de la
relación tipo/ejemplar, la cual se basa en la aplicación de un mecanismo de tipo
eliminativo en base a la relación parte/todo, es decir el intensivo (tipo) se considera una
de las partes que componen el extensivo (todo), ya que éste último es un ejemplar
concreto que tiene muchas notas o atributos diferentes.
Otro mecanismo diferente para obtener intensivos consiste en la reunión en un mismo
conjunto de diversos elementos. Por ejemplo, puedo considerar la mediatriz de un
segmento dibujada en la pizarra como un miembro (un extensivo) que forma parte, junto
a otras mediatrices, de una clase o conjunto (un intensivo). En este último caso se llega
a un intensivo también por la relación parte/todo, pero entendida de manera inversa a
como se entiende en el caso de la abstracción empírica, la parte (el extensivo) es un
miembro de un todo, una clase (el intensivo).
Estas tres maneras de generar intensivos juegan un papel diferente en las matemáticas,
la abstracción eliminativa y la constructiva tendrían que ver, sobre todo, con el
“contexto de descubrimiento”, mientras que la abstracción aditiva se relaciona, sobre
todo, con el “contexto de justificación”, puesto que esta última es la usada
habitualmente en la presentación formalista de las matemáticas que se fundamenta sobre
la teoría de conjuntos.
3.5. Procesos metacognitivos
En Gusmão (2006) se ha utilizado el EOS para analizar la resolución de problemas,
dedicando especial atención a los procesos metacognitivos activados en la resolución.
Según Gusmão, para resolver un problema que le represente un grado de dificultad
importante, un resolutor experto pone en funcionamiento una configuración cognitiva,
pero para ello tiene que tomar una serie de decisiones de gestión de los componentes de
la configuración a lo largo del proceso de resolución (coordinación,
planificación/organización, supervisión/control, regulación y revisión/evaluación que
pueden ser automáticas o declaradas en función del tiempo, instrumentos disponibles,
etc.). Gusmão, si bien considera que para cada problema dichos procesos de gestión
serán diferentes, propone una reconstrucción hipotética de una configuración
Vicenç Font y Norma Rubio
13
metacognitiva general de referencia (de un resolutor ideal), que se toma como referencia
para evaluar las configuraciones metacognitivas personales de los estudiantes.
Gusmão afirma que, para una mejor comprensión de las prácticas manifestadas por los
estudiantes en el contexto de las tareas propuestas en su investigación, es necesario
contemplar una unidad mínima de análisis compuesta por las configuraciones cognitiva
y metacognitiva conjuntamente, las cuales se pueden analizar a partir de
configuraciones epistémicas y metacognitivas de referencia. Según Gusmão, la
perspectiva institucional, desde la cual se analizaría y valoraría la resolución de
problemas de los alumnos, se representa mediante el siguiente esquema (Figura 4):
Figura 4. Configuración cognitiva y metacognitiva. Fuente: Gusmão (2006)
Con este esquema Gusmão quiere representar que si bien, por una parte conviene, para
el análisis de las prácticas de resolución de problemas de un alumno, considerar por
separado los constructos configuración cognitiva y metacognitiva, que a su vez están
descompuestas en sus elementos constitutivos, hay que “ver” estos constructos
formando parte de un todo integrado que, en su conjunto, contribuye a explicar la
realización de dicha práctica.
De la investigación de Gusmão hay que resaltar, por una parte, que propone un
instrumento que muestra toda su potencia en los detallados análisis que hace en su
investigación de los protocolos de resolución de problemas de los alumnos y, por otra
parte, que algunos de los procesos considerados en la Figura 1 son incorporados en el
nivel de metacognición ideal de su herramienta de análisis.
3.6. Contextualización
Según Ramos y Font (2006), hay básicamente dos usos del término contexto. Uno
consiste en considerar el contexto como un ejemplo particular de un objeto matemático,
mientras que el otro consiste en enmarcarlo en el entorno. En el primer caso, se trata de
ver que la situación cae dentro del campo de aplicación de un objeto matemático. En el
segundo caso, se trata de un “uso” que vamos a llamar, metafóricamente, “ecológico”.
La idea que interesa del uso ecológico del término contexto es que da a entender que
hay diferentes “lugares” en los que se puede situar el objeto matemático.
14
Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
Puesto que la resolución de cada problema se enmarca dentro de una configuración
epistémica diferente se puede entender, de manera metafórica, que la situación-
problema “sitúa” el objeto que contextualiza en un “lugar” o en “otro” es decir, lo
relaciona con un determinado tipo de lenguaje, un determinado tipo de procedimientos,
un tipo de argumento, una determinada definición del objeto y unas determinadas
propiedades. Desde esta perspectiva, cada situación problema sitúa al objeto que
contextualiza en un determinado “nicho”. De esta manera, se tiene que la situación
problema cumple dos funciones, una de referencia particular al activar la dualidad
extensivo-intensivo y otra, de tipo “ecológico”, al situar el objeto matemático que
contextualiza en un “nicho”, o bien en otro.
El hecho de contemplar la situación problema en el marco de la configuración
epistémica asociada permite relacionar las dos maneras de entender el término
“contexto”: (1) como caso particular de un objeto matemático y (2) como entorno del
objeto y entender que, de hecho, las dos actúan simultáneamente.
Uno de los dilemas que plantea el uso de la contextualización extra matemática, para
conseguir la construcción de los objetos matemáticos, es el siguiente: los problemas
contextualizados que se les presentan a los alumnos, una vez resueltos, permiten obtener
casos particulares. Por ejemplo, del objeto matemático “función afín” (por ejemplo, y =
2x+3), pero no el objeto matemático “función afín” (y = ax+ b). Es decir, después de
resolver un problema contextualizado hemos pasado de una situación extra matemática
a un extensivo (caso particular) de un objeto matemático, pero queda pendiente el
problema de saber cómo este extensivo se puede considerar un caso particular de un
objeto matemático OM, si OM todavía no se conoce. Para abordar este problema es
necesario entender los procesos de descontextualización a partir de contextos extra
matemáticos en términos de la siguiente quíntupla:
(S, R, S’, la relación extensivo-intensivo “es”, OM)
Se parte de una situación de contexto extra matemático S, que podemos poner en
relación (R) con la situación S’, la cual, a su vez, se considera como un caso particular
del objeto matemático OM. La relación R, que permite relacionar S con S’, puede ser de
muchos tipos diferentes. Ahora bien, en todos los casos se suele terminar considerando
R como una relación de representación. Por otra parte, S’ se considera un caso particular
de un objeto matemático más general (S’ es OM).
La modelización es un proceso complejo que implica, primero, partir de la situación real
para, gracias a un proceso descontextualizador, obtener un objeto matemático y después,
gracias a un proceso de contextualización, aplicar este objeto a diferentes situaciones
reales. En Ramos y Font (2006) se considera conveniente, (1) utilizar el término
“matemáticas contextualizadas” cuando se pretende que el alumno realice alguno o
ambos- de estos procesos, (2) utilizar el término “descontextualización” para referirnos
al proceso que va de la realidad al objeto matemático y de “contextualización” para
indicar el proceso que va del objeto matemático a la realidad y (3) de “modelización”
cuando se presenta a los alumnos una situación suficientemente rica que tenga por
objetivo la realización de los 5 pasos siguientes: 1) Observación de la realidad. 2)
Descripción simplificada de la realidad. 3) Construcción de un modelo. 4) Trabajo
matemático con el modelo. 5) Interpretación de resultados en la realidad.
3.7. Procesos metafóricos
Vicenç Font y Norma Rubio
15
En Acevedo, Font y Bolite Frant (2006) y Acevedo (2008) se realiza una reflexión
teórica cuyo objetivo es situar la metáfora con relación a los diez procesos derivados de
las cinco facetas duales contempladas en el enfoque ontosemiótico (expresión-
contenido, institucional-personal, elemental-sistémica, extensivo-intensivo y ostensivo-
no ostensivo) (Figura 1). Para ello, utilizan como contexto de reflexión el objeto
matemático “función” y, más en concreto, su representación gráfica.
Con relación a la dimensión dual “personal / institucional”, la metáfora estática, “la
gráfica de una función f(x) es el conjunto de puntos cuyas coordenadas son (x, f(x))”, se
encuentra fosilizada en las matemáticas institucionales y, por otra parte, la metáfora
dinámica, la gráfica es la traza de un punto que se mueve sobre la gráfica, es un
recurso utilizado por el profesor que produce efectos significativos en la estructura del
significado personal de los alumnos que pueden llegar a ser, en muchos alumnos,
dominantes sobre los efectos que produce la metáfora conjuntista. Mientras que un
profesor experto puede manejar de manera coherente las dos metáforas, siempre que
supedite las dinámicas a las estáticas, hay alumnos que no logran hacerlo. Esta falta de
coherencia es una de las causas importantes de conflictos semióticos relacionados con la
representación gráfica de funciones.
Con relación a la dimensión dual “extensivo / intensivo”, una objeción importante que
se puede poner a la afirmación de que “entender la gráfica de una función f(x) como el
conjunto de puntos cuyas coordenadas son (x, f(x))” es una metáfora estática, consiste
en afirmar que no se trata de una metáfora sino de una relación de tipo extensivo-
intensivo. Esto es, afirmar que la gráfica es un ejemplo de conjunto y que no hay ningún
tipo de metáfora, se trata simplemente de una subcategorización. Se trata de una
objeción importante ya que en muchos casos no podemos distinguir una metáfora de
una subcategorización. En el caso de las gráficas de funciones sólo un análisis histórico
permite afirmar que “entender la gráfica de una función f(x) como el conjunto de puntos
cuyas coordenadas son (x, f(x))” es una metáfora que se ha convertido con el tiempo en
una subcategorización.
Con relación a la dimensión expresión / contenido la metáfora actúa de manera
icónica, puesto que una representación icónica, además de representar al objeto, nos
informa de la estructura de dicho objeto.
Con relación a las dimensión dual “elemental / sistémica, si bien la metáfora se presenta
de manera elemental (A es B), el hecho de que ahora B estructure A permite aplicar a A
un conjunto de prácticas que son el significado de B. Dicho de otra manera, la metáfora
es una manera compacta de generar un sistema complejo de nuevas prácticas.
Con relación a la dimensión dual “ostensivo / no ostensivo” la metáfora actúa en ambos
niveles ya que por una parte se presenta de manera ostensiva en los textos o en el
discurso oral y, por otra parte, puede ser generada y utilizada mentalmente por los
sujetos permitiendo la realización de inferencias.
3.8. Procesos de visualización
En Godino, Cajaraville, Fenández y Gozato (2012) se analiza la noción de visualización
aplicando las herramientas del EOS. Estos autores distinguen entre "prácticas visuales"
y "prácticas no visuales" o simbólico/analíticas. Para ello, fijan la atención en los tipos
de objetos lingüísticos y artefactos que intervienen en una práctica los cuales serán
considerados como visuales si ponen en juego la percepción visual.
16
Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
Los "objetos visuales" y los procesos de visualización de donde provienen, forman
configuraciones o sistemas semióticos constituidos por los objetos intervinientes y
emergentes en un sistema de prácticas, junto con los procesos de significación que se
establecen entre los mismos (esto es, incluyendo la trama de funciones semióticas que
relacionan los objetos constituyentes de la configuración).
En este trabajo, la visualización es analizada, en primer lugar, desde el punto de vista de
los objetos primarios que en ella participan, esto es, los tipos de situaciones-problemas
(tareas), elementos lingüísticos y materiales, conceptos, proposiciones, procedimientos
y argumentos en los cuales se dice que hay visualización. Usualmente los objetos
visuales participarán en las prácticas matemáticas junto con otros objetos no visuales
(analíticos o de otro tipo). La visualización en matemáticas no se reduce a ver, sino que
también conlleva interpretación, acción y relación.
En segundo lugar, la visualización es analizada aplicando las dualidades consideradas
en el EOS desde las cuales se pueden considerar los tipos de objetos visuales
previamente identificados. En esta fase se introducen las necesarias distinciones entre
objetos visuales personales (cognitivos), e institucionales (socio-epistémicos); objetos
visuales particulares (extensivos) y generales (intensivos); objetos visuales ostensivos
(materiales) y no-ostensivos (mentales, ideales, inmateriales); objetos visuales unitarios
(usados como un todo global) y sistémicos (formados por un sistema de elementos
estructurados). Finalmente, los objetos visuales son considerados como antecedentes o
consecuentes de funciones semióticas (dualidad expresión y contenido).
Como síntesis del análisis realizado en este trabajo sobre la visualización afirman que la
configuración de objetos y procesos puestos en juego en la realización de una práctica
matemática por un sujeto: 1) Siempre involucra lenguajes analíticos en mayor o menor
medida, aunque la tarea refiera a situaciones sobre el mundo perceptible. Esto es así por
el carácter esencialmente regulativo-sentencial de los conceptos, proposiciones y
procedimientos matemáticos. 2) Una tarea no visual puede ser abordada, al menos
parcialmente, mediante lenguajes visuales los cuales permiten expresar de manera
eficaz la organización o estructura de la configuración de objetos y procesos puestos en
juego, especialmente mediante diagramas o con el uso metafórico de iconos e índices.
En consecuencia, la configuración de objetos y procesos asociados a una práctica
matemática estará formada usualmente por dos componentes, uno visual y otro
analítico, los cuales se apoyan sinérgicamente en la solución de la tarea correspondiente
(Figura 5). El componente visual puede desempeñar un papel clave en la comprensión
de la naturaleza de la tarea y en el momento de formulación de conjeturas, mientras que
el componente analítico lo será en el momento de generalización y justificación de las
soluciones. El grado de visualización puesto en juego en la solución de una tarea
dependerá del carácter visual o no de la tarea y también de los estilos cognitivos
particulares del sujeto que la resuelve.
Vicenç Font y Norma Rubio
17
Figura 5. Sinergia entre configuraciones visuales y analíticas. Fuente: Godino,
Cajaraville, Fenández y Gozato (2012)
3.9. Procesos creativos
En Sala (2016) se realizó una investigación sobre el proceso matemático creativo
(PMC) desarrollada en el contexto del proyecto europeo “MCSquared” (MC2)
(Mathematical Creativity Squared) de la Comunidad Europea. Dicho proyecto se
centró en el proceso de diseño colaborativo de un nuevo tipo de recurso educativo
digital, los llamados c-libros, compuesto por las denominadas c-unidades (c en
referencia a creatividad). Equipos mixtos de diseñadores con distintas formaciones,
ámbitos profesionales e intereses se encargaron del diseño conjunto y colaborativo de
las c-unidades con el objetivo de producir un diseño innovador de unidades didácticas
que promuevan la creatividad matemática y el pensamiento matemático creativo
(PMC) en sus futuros usuarios. Este proyecto también desarrolló la tecnología y las
herramientas necesarias para dar soporte a, por un lado, el proceso de diseño
colaborativo de las c- unidades y, por otro lado, la evaluación del potencial que estas
presentan para promover el PMC en los futuros estudiantes que usan estas c-unidades
En el contexto del MC2 y de los proyectos que le dan continuación, para investigar
sobre el desarrollo del PMC, se construyó una herramienta, basada en la manera de
entender los procesos que nos ofrece el EOS, que fue utilizada en la evaluación del
potencial de las c-unidades diseñadas para desarrollar el PMC.
Como resultado de una revisión de la literatura al respecto (por ejemplo, Guilford, 1950,
1967a, 1967b; Hayes, 1989), se consideró que el PMC es aquel en el cuál se producen
procesos creativos y que una primera manera de caracterizarlo, es descomponerlo en
fases, que se pueden considerar subprocesos. Así pues, al concluir que la forma de
conceptualizar el proceso creativo en matemáticas consiste en descomponerlo en otros
procesos, se consideró, conjuntamente con el equipo de MC2, que la mejor forma de
profundizar en su investigación era adoptar la metodología propuesta por el EOS,
mencionada anteriormente, pero con una variante importante. En lugar de partir de una
“base” de procesos a priori definida por el marco teórico, se partiría de la “base”
resultante de la lluvia de ideas producida por los participantes del proyecto MC2 al
explicar, cada uno de sus miembros, que entendía por “proceso creativo”. En primer
lugar, se consiguió un consenso en el equipo de investigación de la Universidad de
18
Procesos matemáticos en el enfoque ontosemiótico
Barcelona y, posteriormente, un consenso entre los diferentes equipos internacionales
participantes en el proyecto.
Figura 6. Representación de las dimensiones seleccionadas para la evaluación del
potencial de PMC de una c-unidad. Fuente: Sala (2016)
La Figura 6 muestra una representación de la evaluación obtenida de una c-unidad
diseñada en este segundo ciclo del proyecto. En ella, se puede observar un polígono de
8 vértices que representan las 8 dimensiones en que se puede descomponer el PMC,
según el acuerdo del equipo de investigación de la Universitat de Barcelona.
3.10. Proceso de problematización
En la figura 1 se contempla el proceso de problematización, el cual engloba tanto el proceso
de resolución de problemas como el de creación de problemas. Con relación a la creación de
problemas, en el marco del EOS se ha investigado (Mallart, Font y Malaspina, 2015; Font,
Malaspina y Mallart, 2016)) la estrecha vinculación entre la competencia de análisis e
intervención didáctica con la capacidad de crear problemas de los profesores que
faciliten los aprendizajes de sus alumnos. Para que los profesores creen problemas se
utiliza la estrategia ERPP que contempla las siguientes fases: 1) Presentar a los
participantes un problema previamente elaborado, en el marco de un episodio de una clase
de un profesor (E). En tal episodio se mencionan brevemente las reacciones de algunos
alumnos para resolver el problema. 2) Solicitar a los participantes resolver el problema dado
y hacer una configuración cognitiva de su resolución y basándose en ella reflexionar
sobre su práctica a través de una breve narración (dirigida a un colega) de los pasos
fundamentales que hay que tener en cuenta para resolver el problema (R). 3) Haciendo
modificaciones al problema del episodio, crear problemas que faciliten la resolución del
problema dado y ayuden a aclarar las reacciones descritas de los alumnos, estos problemas se
llaman “problemas pre” (P); los profesores deben elaborar una configuración cognitiva de
sus soluciones, y luego hacer comentarios sobre cómo están convencidos de que el
problema planteado contribuirá a la correcta comprensión y solución del problema del
Vicenç Font y Norma Rubio
19
episodio. 4) Haciendo modificaciones al problema del episodio, crear problemas que
desafíen a los alumnos del episodio más allá de la obtención de una solución correcta del
problema dado. Tales problemas son llamados “problemas pos” (P).
4. Herramientas para visualizar procesos
En Badillo, Figueiras, Font y Martínez (2013) se presenta un instrumento que permite
visualizar los elementos esenciales de la actividad matemática en el desarrollo temporal de
una clase (definiciones, proposiciones, propiedades, procesos matemáticos, etc.). Para
estos autores, en un momento en el que hay una tendencia a organizar los currículos en
términos de procesos y competencias, es especialmente útil para la formación del
profesorado disponer de instrumentos que permitan entre otros aspectos, evidenciar y
hacer tangibles los procesos matemáticos que intervienen en la actividad matemática.
Este instrumento consiste en una gráfica en la que en el eje horizontal se representan
tiempos y en el eje vertical objetos primarios de la configuración y también procesos:
Figura 7. Visualización de procesos. Fuente: Badillo, Figueiras, Font y Martínez (2013)
La figura 7, correspondiente a una clase magistral, muestra que la mayoría de objetos
primarios son presentados por la profesora en los cinco primeros minutos. En términos
de procesos, se visualiza que se invierte un mayor tiempo (75%) en la automatización
del procedimiento de construcción de la mediatriz (trabajo individual del alumno sin
discusión colectiva). El proceso de comunicación que predomina es del tipo exposición
de la profesora y se dedica muy poco tiempo al proceso de argumentación (que consiste
en la comprobación de las propiedades de la construcción geométrica de la mediatriz
utilizando instrumentos de medidas). La comunicación entre alumnos y profesora está
dirigida únicamente a la exposición de la definición (D1) y las propiedades (P1 y P2).
Los intervalos de tiempo que se dedican a la institucionalización son muy breves.
Concretamente se destina un único intervalo de dos minutos aproximadamente para las
propiedades P1 y P2.
Agradecimientos
Este trabajo se ha realizado en el marco de los proyectos EDU2015-64646-P
(MINECO/FEDER, UE) del Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de
España y REDICE16-1520 (ICE-UB).
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... Godino et al. (2011), indicate that these primary mathematical objects can be analyzed from a processproduct perspective, which implicates considering the following processes: communication (using linguistic elements), problematization (types of problems), definition (of concepts), enunciation (of propositions/properties), algorithmization (allows to elaborate the procedure), and argumentation. Other processes in OSA that allow to understand the complex and progressive nature of mathematical objects are generalization, particularization (exemplification), materialization, representation, modeling, idealization (outlining), signification, reification and decomposition (Font & Rubio, 2017;Medrano & Pino-Fan, 2016). ...
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This paper presents an approach of progressive levels of inferential reasoning on the Chi-square statistic, going from informal to formal reasoning. The proposal is based on epistemic criteria retrieved from a historical-epistemological study of such statistic and the contributions of statistics education literature on inferential reasoning. In this regard, some theoretical and methodological notions from the onto-semiotic approach were used to identify meanings attributed to the Chi-square statistic throughout its evolution and development. The mathematical characteristics of those meanings are closely linked to the indicators of the levels proposed. The nature of the four levels on the Chi-square statistic allowed us to develop an initial approach to levels of inferential reasoning, which could be applied to other statistics such as z, student’s t and F.
... Para Brousseau (1997), en la situación didáctica el docente y el estudiante establecen reglas y acciones implícitas, cuya finalidad es que la situación didáctica que se proponga permita explicar y articular los diferentes objetos, prácticas, procesos, etc. que se presentan al estudiante al solucionar problemas. El término de proceso lo interpretamos como una secuencia de acciones que es activada o desarrollada, durante un cierto tiempo, para conseguir un objetivo, generalmente una respuesta (salida) ante la propuesta de una tarea matemática (entrada) (Font y Rubio, 2017). Por lo que precisamos de manera general, que en la situación didáctica se concibe como principales componentes el objetivo, las acciones integradas a las prácticas, los objetos, las tareas (problemas) y los medios que apoyan la enseñanza y el aprendizaje. ...
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Se describe un avance de investigación que se realiza en un trabajo de tesis de maestría en Matemática Educativa, por parte de la autora principal de este documento, en la Universidad Autónoma de Zacatecas, México (UAZ). En este proyecto se pretende caracterizar el conocimiento matemático de los estudiantes universitarios de la Licenciatura en actuaría de la UAZ cuando afrontan la tarea de crear/variar problemas matemáticos que involucran optimización. Para llevar a cabo nuestro propósito emplearemos algunas de las herramientas que propone el Enfoque Ontosemiótico (EOS), específicamente nos apoyaremos de la configuración de Objetos Matemáticos mediante la que analizaremos las producciones a través de la interpretación ontosemiótico del Mapa Híbrido.
... Para Brousseau (1997), en la situación didáctica el docente y el estudiante establecen reglas y acciones implícitas, cuya finalidad es que la situación didáctica que se proponga permita explicar y articular los diferentes objetos, prácticas, procesos, etc. que se presentan al estudiante al solucionar problemas. El término de proceso lo interpretamos como una secuencia de acciones que es activada o desarrollada, durante un cierto tiempo, para conseguir un objetivo, generalmente una respuesta (salida) ante la propuesta de una tarea matemática (entrada) (Font y Rubio, 2017). Por lo que precisamos de manera general, que en la situación didáctica se concibe como principales componentes el objetivo, las acciones integradas a las prácticas, los objetos, las tareas (problemas) y los medios que apoyan la enseñanza y el aprendizaje. ...
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Se presenta el avance de tesis doctoral que tiene como objetivo hacer un networking de teorías entre la Teoría Ampliada de las Conexiones Matemáticas (TAC) y el Enfoque Ontosemiótico (EOS), que consideran importante la noción de conexión. La literatura reporta que en el análisis de las conexiones no se presentan explícitamente los objetos matemáticos que se conectan y los estudiantes y algunos profesores tienen dificultades para conectar significados y múltiples representaciones de la derivada. Dado que se presentan ambigüedades para analizar los datos con la teoría de conexiones, en los resultados se muestra una síntesis de la ampliación de la teoría de conexiones (TAC), el networking de teorías y un ejemplo de análisis con un episodio sobre la derivada como contexto de reflexión. Se concluye que, una conexión está constituida por un conglomerado de prácticas, objetos, procesos y funciones semióticas.
... As these primary mathematical objects can be analyzed from the processproduct perspective, we must consider the processes: communication, problematization, definition, enunciation, algorithmization, and argumentation [32]. Other processes that enable us to understand mathematical objects' complex and progressive nature are generalization, particularization, idealization, materialization, representation, signification, reification, splitting, and modeling [33,34]. ...
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Statistics education has investigated how to promote formal inferential reasoning from informal inferential reasoning. Nevertheless, there is still a need for proposals that explore and progressively develop inferential reasoning of students and teachers. Concerning this, the objective of this article is to characterize the inferential reasoning that secondary school mathematics teachers show in the practices that they develop to solve problems regarding the Chi-square statistic. To achieve this, we use theoretical and methodological notions introduced by the onto-semiotic approach of mathematics knowledge and instruction. In particular, we have taken a theoretical proposal of levels of inferential reasoning for the Chi-square statistic. Based on the results, the main conclusion was that the proposal above effectively predicted the teachers’ practices, allowing us to distinguish characteristic elements of the levels of inferential reasoning.
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Significados pragmáticos y configuraciones ontosemióticas en el estudio de la proporcionalidad. En J. M. Contreras, P. Arteaga, G. R. Cañadas, M. M. Gea, B. Giacomone y M. M. López-Martín (Eds.), Actas del Segundo Congreso International Virtual sobre el Enfoque Ontosemiótico del Conocimiento y la Instrucción Matemáticos. Disponible en, enfoqueontosemiotico.ugr.es/civeos.html Significados pragmáticos y configuraciones ontosemióticas en el estudio de la proporcionalidad Resumen En este trabajo se clarifican las nociones de significado pragmático y configuración ontosemiótica, describiendo sus relaciones y ligándolas a dos niveles de análisis de la actividad matemática. El primer nivel consiste en el análisis fenómeno-antropológico, que se focaliza en la identificación de los fenómenos o situaciones-problemas que constituyen la razón de ser de un objeto matemático, junto con los sistemas de prácticas que se ponen en juego, sus contextos de uso y marcos institucionales. El fin de este análisis es caracterizar la diversidad de significados parciales de un objeto y su articulación en un significado global que sirva de referencia en el diseño y gestión de los procesos de estudio. En segundo lugar, el análisis ontosemiótico, focalizado en la identificación de la trama de objetos y relaciones que se ponen en juego en la resolución de situaciones-problema prototípicas de los significados parciales del objeto. Su finalidad es desvelar la complejidad ontosemiótica de un objeto como factor explicativo de los conflictos y dificultades de aprendizaje. Para contextualizar y clarificar la aplicación de estas herramientas teóricas se aplican al estudio de la proporcionalidad. Abstract The aim of this paper is clarifying the notions of pragmatic meaning and onto-semiotic configuration, describing their relationship and presenting them as two analysis levels of mathematical activity. Firstly, the phenomenological-anthropological analysis, focused on the identification of phenomena or situations-problems that constitute the mathematical object raison d'être, together with the systems of practices that are put at stake, and concern the contexts of use and institutional frameworks. The purpose of this analysis is to characterize the diversity of an object partial meanings and their articulation in a global meaning that serves as a reference in the design and management of teaching and learning processes. Secondly, the onto-semiotic analysis, centred on the identification of the objects and relationships involved in solving prototypical problem-situations for each partial meanings of the object. This analysis tries to reveal the onto-semiotic complexity of an object as an explanatory factor of conflicts and learning difficulties. These theoretical tools are applied to the study of proportionality to contextualise and clarify their utility.
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This work presents a synthesis of different views about the notion of representation in the fields of epistemology, cognitive sciences and mathematics education. These views are analysed and confronted with the purpose of elaborating a theoretical proposal on the topic that seeks to keep in mind the epistemological, cognitive and instructional aspects involved in the teaching and learning of the mathematical processes. It is structured in two parts. In the first one, the following issues are discussed: 1) The controversy representacionalism versus non-representacionalism, 2) The intersubjectivity concept as the basis for non-representacionalist positions, and 3) The representacionalist view of cognitive psychology. In the second part we carry out a non exhaustive survey of different views formulated from the point of view of mathematics education. We begin with those that have been proposed by the "Advanced Mathematical Thinking": concept definition and concept image; Dubinsky; Sfard and Tall. We go on to review later general points of view: Dörfler; Duval; Kaput; Brown; anthropological theory and semiotic functions. The work concludes with some reflections.. RESUMEN En este trabajo se presenta una síntesis de diferentes puntos de vista sobre la noción de representación en los campos de la epistemología, ciencias cognitivas y didáctica de las matemáticas. Estos puntos de vista son analizados y confrontados con el fin de elaborar una propuesta teórica sobre el tema que pretende tener en cuenta las facetas epistemológicas, cognitivas e instruccionales involucradas en los procesos de enseñanza y aprendizaje de las matemáticas. Está estructurado en dos partes. En la primera, para enmarcar los diferentes puntos de vista, se comenta: 1) La controversia representacionalismo versus no-representacionalismo, 2) El concepto de intersubjetividad como base de las posiciones no-representacionalistas y 3) El punto de vista representacionalista de la psicología cognitiva. En la segunda parte se hace un recorrido, no exhaustivo, por diferentes puntos de vista formulados desde la didáctica de las matemáticas, comenzando por los que se han propuesto desde el "pensamiento matemático avanzado": definición del concepto e imagen conceptual; Dubinsky; Sfard y Tall; para pasar después a puntos de vista más generales: Dörfler; Duval; Kaput; Brown; teoría antropológica y funciones semióticas. El trabajo termina con unas reflexiones finales.
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In the first part of this study we apply the theoretical notions of the onto-semiotic approach to mathematics knowledge to the analysis of a classroom situation. This analysis shows that many of the tasks set to students present four of the characteristic aspects of mathematical activity and of the emergence of mathematical objects: the duality of the particular and the general, representation, metaphor, and contextualization/decontextualization. In the second part we argue that these instruments of knowledge have a family-resemblance, in that, in some way, they involve the relation A is B.
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En este artículo se presentan los lineamientos generales de una teoría cultural de la objetivación –una teoría de la enseñanza y el aprendizaje de las matemáticas que se inspira de escuelas antropológicas e histórico-culturales del conocimiento. Dicha teoría se apoya en una epistemología y una ontología no racionalistas que dan lugar, por un lado, a una concepción antropológica del pensamiento y, por el otro, a una concepción esencialmente social del aprendizaje. De acuerdo con la teoría, lo que caracteriza al pensamiento no es solamente su naturaleza semióticamente mediatizada sino sobre todo su modo de ser en tanto que praxis reflexiva. El aprendizaje de las matemáticas es tematizado como la adquisición comunitaria de una forma de reflexión del mundo guiada por modos epistémico-culturales históricamente formados. ABSTRACT In this article, we present the general bases for a cultural theory of objectification. The theory in question deals with the teaching and learning of mathematics and takes its inspiration from some anthropological and historico-cultural schools of knowledge. This theory relies on a non-rationalist epistemology and ontology which give rise, on the one hand, to an anthropological conception of thought, and on the other, to an essentially social conception of learning. According to the theory of objectification, thought is not only characterized by its semiotically mediated nature but more importantly by way of its existence as a reflexive praxis. The learning of mathematics is thematized as the acquisition, by the community, of a form of reflection on the world guided by epistemic-cultural modes which have been historically formed.
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This paper presents a theoretical development of the Onto-Semiotic Approach (OSA) through the incorporation of the notion of " process " within this theoretical framework. First we show how the use of the construct " epistemic configuration of mathematical objects " in conjunction with certain mathematical processes allows a better analysis of mathematical practices. Second, we delves into the processes of idealization and generalization. Finally, we proposed to consider a set of 16 processes that are derived from the theoretical framework and use them (metaphorically) as a vector basis for studying processes. This methodology is applied to study the processes of representation and the metaphorical processes. Resumen. En este trabajo se presenta un desarrollo del Enfoque Ontosemiótico de la Cognición e Instrucción Matemática afrontando la problemática del encaje de los " procesos " dentro de dicho marco teórico. Primero se muestra cómo el uso del constructo " configuración epistémica de objetos matemáticos " conjuntamente con determinados procesos matemáticos permite un mejor análisis de las prácticas matemáticas. Después se profundiza en los procesos de idealización y generalización. Por último, se propone considerar un conjunto de 16 procesos que se derivan del marco teórico y usarlos (metafóricamente) como una base vectorial para estudiar procesos. Esta metodología de estudio se aplica a los procesos de representación y a los metafóricos.
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The main objective of this investigation is to develop didactic reflection in future primary school mathematics teachers regarding what makes a good problem. The sample consisted of 36 university students from the class on the Didactics of Geometry for Primary School Education. Surveys, expert article readings, group discussions, problem solving and didactic analysis of problems were designed and implemented. Written instruments were used for data collection. In conclusion, in order to effectively adopt the list of criteria for a good problem a teacher must use good techniques for analytical and didactic approaches to mathematics, as well as problem solving competencies.
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In this research is analyzed the solution given by a group of college students to a mechanical problem involving a deformable body. As a research context we consider the problem of the runner and investigate the conceptions of the friction force starting from the diagrams made in the solution of the problem. For this purpose, some theoretical tools of the Onto-Semiotic Approach to research in mathematics education are used and adapted. The participants were 71 engineering students from a university in Mexico. The analysis of the diagrams shows that the students have difficulties to employ the condition to optimize friction force and to assign an adequate meaning to it. Likewise, we show the importance to execute a process of idealization, in which the runner is intended as a point on which three forces act, as a necessary condition to the solution of the task.
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La visualización es un campo de investigación de creciente importancia en educación matemática. Sin embargo, el estudio de su naturaleza y relación con otras formas de registro y comunicación de información continúa siendo tema de reflexión. En este trabajo proponemos una manera de entender el lenguaje y el pensamiento visual, y sus relaciones con el lenguaje y pensamiento analítico, usando las herramientas teóricas del «enfoque ontosemiótico» del conocimiento matemático. Mostraremos que la noción de «configuración visual» de objetos y procesos, con sus diferentes modalidades contextuales, permite articular diversas perspectivas sobre la visualización, comprender sus relaciones con otras formas analíticas de expresión y reconocer diversos grados de visualización de la actividad matemática.
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En el proceso de enseñanza y aprendizaje de las matemáticas se hace fundamental el uso de representaciones de los objetos en una variedad de sistemas semióticos de representación, más específicamente en diversidad de registros semióticos (Duval, 1999); pero en especial se hace necesario apropiarse de posibilidades para transformar una representación semiótica de un objeto matemático en otra. Tales transformaciones entre representaciones semióticas se dan tanto al interior de un mismo registro de representación semiótica como entre registros diferenciados, transformaciones que Duval denomina tratamientos y conversiones, respectivamente.