Mathematical modeling in elementary education: the hydraulic arm
Abstract
The objective is to show interdisciplinary learning with elementary school students through an activity where modeling is a vehicle for its development. The reference frame integrates models and modeling perspective to achieve the conception and refinement of the design in iterative cycles. The presentation of the context included interaction with a hydraulic arm. The results show that students, even those with learning barriers, build models using different means of representation to show understanding of the mechanism, measure angles and distances, and even approximations to linear variation. The activity is innovative due to an interdisciplinarity which results in a scientific practice based on models in which students experiment with a low-cost prototype that makes the inclusion of all students possible.
Keywords
Modeling, Instructional design, Elementary education, InterdisciplinarityReferences
Aragón, M. M. (2013). Aportación de la enseñanza con analogías al desarrollo del pensamiento modelizador de los alumnos acerca del cambio químico. Enseñanza de las Ciencias, 31(2), 282-283. https://doi.org/10.5565/rev/ec/v31n2.1111
Aragón, M. M., Oliva, J. M. y Navarrete, A. (2013). Evolución de los modelos explicativos de los alumnos en torno al cambio químico a través de una propuesta didáctica con analogías. Enseñanza de las Ciencias, 31(2), 9-30. https://doi.org/10.5565/rev/ec/v31n2.832
Bakker, A. y van Eerde, D. (2015). An introduction to design-based research with an example from statistics education. En A. Bikner, C. Knipping y N. Presmeg, Approaches to Qualitative Research in Mathematics Education (pp. 429-466). Springer.
Barquero, B., Bosch, M. y Gascón, J. (2014). Incidencia del «aplicacionismo» en la integración de la modelización matemática en la enseñanza universitaria de las ciencias experimentales. Enseñanza de las Ciencias, 32(1), 83-100. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.933
Bransford, J. D., Brown, A. L. y Cocking, R. R. (1999). How people learn: Brain, mind, experience, and school. Washington, DC: The National Academies Press.
Camarena, P. (2017). Didáctica de la matemática en contexto. Educaçao Matemática Pesquisa, 19(2), 1-26. https://doi.org/10.23925/1983-3156.2017v19i2p1-26
Chacón, M. A., Chacón, C. T. y Alcedo, Y. A. (2012). Los proyectos de aprendizaje interdisciplinarios en la formación docente. Revista Mexicana de Investigación Educativa, 17(54), 877-902.
Cobb, P. y Gravemeijer, K. (2008). Experimenting to Support and Understand Learning Processes. En A. E. Kelly, R. A. Lesh y J. Y Baek (Eds.), Handbook of Design Research Methods in Education: Innovations in Science (pp. 68-95). Londres: Routledge.
Doerr, H. M. (2016). Designing Sequences of Model Development Tasks. En C. R. Hirsch y A. R. McDuffie, Mathematical Modeling and Modeling Mathematics (pp. 197-2016). Reston VA: NCTM.
Duschl, R. y Grandy, R. (2012). Two Views About Explicitly Teaching Nature of Science. Science & Educación, 22, 2109-2139.
Fernández, A., Sesto, V. y García-Rodeja, I. (2017). Modelos mentales de los estudiantes de secundaria sobre el suelo. Enseñanza de las Ciencias, 35(2), 127-145. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2217
Gallart, C., Ferrando, I. y García-Raffi, L. (2019). Modelización matemática en la educación secundaria: manual de uso. Modelling in Science Education and Learning, 12(1), 71-86. https://doi.org/10.4995/msel.2019.10955
Lesh, R., Cramer, K., Doerr, H. M., Post, T. y Zawojewski, J. S. (2003). Model Development Sequences. En R. Lesh y H. M. Doerr (Eds.), Beyond Constructivism. Models and Modeling Perspectives on Mathematics Problem Solving, Learning, and Teaching (pp. 35-58). Mahwah NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
Lesh, R. y Doerr, H. M. (2003). Foundations of a Models and Modeling Perspective on Mathematics Teaching, Learning, and Problem Solving. En: R. Lesh y H. Doerr (Eds.), Beyond Constructivism. Models and Modeling Perspectives on Mathematics Problem Solving, Learning, and Teaching (pp. 3-34). Mahwah NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
National Council of Teachers of Mathematics (2000). Principles and Standards for School Mathematics. Reston: NCTM.
OCDE (2017). Marco de Evaluación y de Análisis de PISA para el Desarrollo: Lectura, matemáticas y ciencias. París: OECD Publishing. https://www.oecd.org/pisa/aboutpisa/ebook%20-%20PISA-D%20Framework_PRELIMINARY%20version_SPANISH.pdf
Oliva, J. M. (2019). Distintas acepciones para la idea de modelización en la enseñanza de las ciencias. Enseñanza de las Ciencias, 37(2), 5-24. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2648
Secretaría de Educación Pública (2016). Propuesta curricular para la educación obligatoria 2016. https://www.sep.gob.mx/work/models/sep1/Resource/7077/1/images/Propuesta%20Curricular%20Final%20Completo.pdf
SEP (2018). Aprendizajes clave para la educación integral. Plan y programas de estudio la educación básica. México: SEP.
Sevinc, S. y Lesh, R. (2018). Training mathematics teachers for realistic math problems: a case of modeling-based teacher education courses. ZDM Mathematics Education, 50, 301-314. https://doi.org/10.1007/s11858-017-0898-9
Published
Downloads
Copyright (c) 2021 Elisa Salcedo Talamantes, Angelina Alvarado Monroy, María José Aviña González
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
