Maestría en educación - énfasis en educación matemática · 2019
Historia del concepto de espacio vectorial, con consideraciones sobre la enseñanza del álgebra lineal en la Licenciatura en Matemáticas de la Universidad del Valle.
Con la certeza que el curso de álgebra lineal es una fuente de frustraciones para estudiantes, maestros e instituciones educativas y con la idea de aportar elementos que orientan la reforma del curso de álgebra lineal ofrecido a la licenciatura en Matemáticas de la Universidad del Valle, en este trabajo se presenta un análisis histórico con vocación didáctica de las raíces de los conceptos modernos sobre los que subyace el concepto de espacio vectorial. A lo largo del trabajo se presentan dos líneas de acción que se interrelacionarán constantemente, la línea Histórica y la línea Didáctica. Uno de los primeros momentos de este trabajo está enfocado en realizar una historiografía que permita conocer cómo se fue consolidando el concepto de espacio vectorial, qué conceptos subyacen alrededor de éste y cómo se relacionan; allí mismo identificaremos distintas etapas de retroceso, avance, cambios de paradigmas, obstáculos, que aporten alguna información útil al análisis didáctico. Para esta historiografía, centraremos nuestra atención en la etapa comprendida entre 1545 con Girolamo Cardano (1501-1576) situando, en medio de la teoría de ecuaciones, los primeros casos particulares de espacio vectorial; hasta 1888 con Giuseppe Peano (1858-1932), quien presenta la primera axiomatización sobre espacios vectoriales. A partir de los resultados de estos análisis, volvemos a centrarnos en la didáctica para aportar elementos conceptuales que permitan caracterizar problemas que se dan en el momento de enseñar. La investigación histórica- epistemológica, nos permite identificar obstáculos que se dieron en la construcción del conocimiento y que, en algunos casos, al momento de enseñar se repiten, es así como estas reflexiones ofrecen elementos que permiten diseñar estrategias para la caracterización y superación de obstáculos. A lo largo de este trabajo utilizamos la metodología que propone el historiador Jean Luc Dorier, quien presenta una perspectiva teórica novedosa basada en crear una dialéctica entre las investigaciones en didáctica y las investigaciones en historia, a través de una reflexión epistemológica continua entre ellas. Se propone pensar la historia de las matemáticas para que permita, mediante algunos aspectos epistemológicos, tener una implicación en la Didáctica de las matemáticas, es decir, que el didacta pueda aprovechar la riqueza histórica de un concepto a la hora de seleccionar sus variables didácticas y diseñar estrategias para intervenir en situaciones. También se propone ver la didáctica de las matemáticas a través de una epistemología, que podríamos llamar epistemología didáctica, nos permite encontrar respuesta de las prácticas del saber que no es posible encontrarlas solo en la historia de las matemáticas. Finalmente, a modo de conclusión se dan algunas recomendaciones con respecto a la formación de profesores en cuanto a los énfasis y a quienes están a cargo de este proceso. También a la luz de las reformas actuales y algunos documentos rectores formulamos algunas pautas que deberían guiar el diseño de las propuestas de curso de álgebra lineal para la licenciatura en matemáticas. Este documento se consolida como un material de consulta, tanto para estudiantes y profesores, como para didactas e historiadores de las matemáticas.
Texto completo 204 páginas con texto
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Contenido
- TABLA DE ILUSTRACIONESp. 7
- RESUMENp. 8
- INTRODUCCIÓNp. 10
- CAPÍTULO 0p. 14
- Contextualización del trabajo de investigaciónp. 14
- Planteamiento del problemap. 14
- Metodologíap. 17
- Objetivosp. 21
- CAPÍTULO 1p. 22
- Raíces del desarrollo histórico del concepto de espacio vectorialp. 22
- 1.1 Búsqueda de métodos para resolver ecuacionesp. 23
- 1.2 Descartes y el método analíticop. 36
- 1.3 La búsqueda del método universalp. 39
- 1.4 Solución de Descartes al problema de Pappusp. 41
- 1.5 El sistema coordenado cartesianop. 49
- 1.6 El surgimiento de los números complejos, una mirada partiendo de lo algebraicop. 52
- 1.7 Aproximación de Bombelli a las raíces negativasp. 57
- 1.8 Descartes y las raíces negativasp. 61
- 1.9 Prefiguración del vector geométrico: La obra Wallisp. 65
- 1.10 Cantidades imaginarias: Wesselp. 69
- 1.11 Los cuaterniones: Consolidación del concepto de vectorp. 72
- 1.11.1 Rotaciones a través de cuaternionesp. 77
- 1.12 Teorema fundamental del álgebrap. 80
- 1.13 Polinomios simétricosp. 81
- 1.13 Aportes de Descartesp. 83
- 1.14 Vandermonde y las raíces n-ésimas de la unidadp. 85
- 1.15 Aportes de Gaussp. 86
- 1.15.1 Esquema de las pruebas presentadas por Gauss: primera y cuarta demostraciónp. 87
- CAPÍTULO 2p. 93
- Algunos conceptos del álgebra linealp. 93
- 2.1 La clasificación de las líneas curvasp. 93
- aportes de Eulerp. 95
- 2.1.2 Sobre una aparente contradicción en la teoría de las líneas curvasp. 95
- 2.1.3 Aportes de Euler en el desarrollo del álgebra linealp. 101
- 2. 2 Cramer y la teoría de determinantesp. 103
- 2.3 El concepto de Rangop. 104
- 2.4 De los determinantes a las matrices: Arthur Cayleyp. 108
- 2.4.1 Una memoria sobre la teoría de matricesp. 109
- 2.5 La complejidad en el trabajo de Hermann Grassmannp. 123
- 2.5.1 Concepciones filosóficas de Grassmannp. 125
- 2.5.2 La teoría de extensión por Hermann Grassmannp. 128
- 2.6 Hacía una axiomatización de espacios vectorialesp. 130
- CAPÍTULO 3p. 134
- Aspectos históricos didácticosp. 134
- Panorama generalp. 134
- Espacios vectoriales reales de dimensión finitap. 147
- Modos de describir y validar conceptos y sus relacionesp. 155
- Privilegiar los algoritmos de solución en los cursos de álgebra linealp. 161
- El referente geométrico en el desarrollo del concepto de espacio vectorialp. 165
- linealp. 170
- CAPÍTULO 4p. 185
- Conclusionesp. 185
- Universidad del Vallep. 185
- 4.1.1 Descripción generalp. 185
- 4.1.2 Sobre los profesores que orientan el curso de álgebra linealp. 189
- 4.2 Las dimensiones de lo histórico que hemos trabajadop. 196
- 4.2.1 Dimensión sociológicap. 196
- 4.2.2 Hallazgos filosóficosp. 198
- BIBLIOGRAFÍAp. 200
- matemáticasp. 11
- Ilustración 2: Caso particular del problema de Pappus (dadas 4 rectas)p. 44
- Ilustración 4:primer uso de coordenadas negativasp. 51
- Ilustración 5: Carácter geométrico de los números negativosp. 68
- Ilustración 6: Representación de raíces negativasp. 69
- Ilustración 8: Rotación del segmento unitariop. 78
- Ilustración 9: Suma de vectoresp. 79
- Ilustración 10: Descomposición de un vector en sus componentesp. 80
- Ilustración 11:Gauss demuestra la existencia de las raíces de polinomio de grado 2……p. 91
- Ilustración 12: ejemplos de intersecciones entre dos líneas curvasp. 97
- Ilustración 13: Contradicción en la intersección de dos curvasp. 99
- Ilustración 14: Interacciones entre la Didáctica de las matemáticas y la historiap. 134
- Ilustración 15: Etapas en la transposición didácticap. 143
- Ilustración 16: Tres planos que no tienen punto en comúnp. 158
- Ilustración 17:Programa curricular de la licenciatura en matemáticasp. 187