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matemática discreta, una perspectiva desde las ciencias de ... - unne

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MATERIAL CURRICULAR DE MATEMÁTICA DISCRETA:SELECCIÓN, USO Y EVALUACIÓN.AUTORES: Alberto, Malva, Cámara, Viviana; Schwer, IngridINSTITUCIÓN: Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Santa Fe.TEMA: 1.4 Experiencias <strong>de</strong> Cátedra en docencia e investigación en matemática.Trabajo original.ResumenLas autoras <strong>de</strong> este trabajo forman parte <strong>de</strong>l equipo docente <strong>de</strong> la cátedra <strong>de</strong> Matemática Discreta, <strong>de</strong> laFacultad Regional Santa Fe, <strong>de</strong> la Universidad Tecnológica Nacional, <strong><strong>de</strong>s<strong>de</strong></strong> 1995. El propósito <strong>de</strong>lmismo es mostrar el proceso <strong>de</strong> selección, uso y evaluación <strong>de</strong> un material didáctico, el libro <strong>de</strong> texto <strong>de</strong>la cátedra, especialmente preparado para ser compartido por docentes y alumnos durante <strong>las</strong> realizacionesdidácticas en c<strong>las</strong>e.El material contiene no sólo el <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> los contenidos conceptuales propios <strong>de</strong> la disciplina, sinotambién el diseño <strong>de</strong> activida<strong>de</strong>s necesarias para formar en nuevas competencias que impliquen elaprendizaje <strong>de</strong> contenidos procedimentales (estrategias para resolver problemas, organización <strong>de</strong>información, manejo <strong>de</strong> datos, diseño <strong>de</strong> activida<strong>de</strong>s y lectura <strong>de</strong> posibles líneas <strong>de</strong> investigación, etc) yactitudinales (propuestas para el trabajo en equipo, para el trabajo colaborativo y cooperativo).Compartimos la i<strong>de</strong>a que el libro <strong>de</strong> texto emerge como un organizador y comunicador <strong>de</strong> conocimientosmedianamente estandarizados porque respon<strong>de</strong> a un currículum vigente; que es importante en sí mismo ypor él mismo; que contiene mensajes acerca <strong>de</strong> lo que ocurre en el aula; que brinda alternativas para lainvestigación y que significa, por medio <strong>de</strong> su contenido y su forma, <strong>de</strong>terminadas construcciones <strong>de</strong>lconocimiento, ayuda a establecer pautas <strong>de</strong> veracidad y legitimación <strong>de</strong> los saberes, representa <strong>una</strong> formaalternativa <strong>de</strong> seleccionar y organizar estos saberes, muestra aplicaciones y usos <strong>de</strong>l conocimiento ysugiere activida<strong>de</strong>s que serán compartidas por docentes y alumnos.Estamos convencidas que el uso, selección y evaluación <strong>de</strong> estos materiales curriculares constituyenpasos obligados para el avance <strong>de</strong> la enseñanza en el quehacer universitario.Introducción.Des<strong>de</strong> la cátedra universitaria no po<strong>de</strong>mos anclarnos a lo que nosotros mismos aprendimos; vivimosépocas <strong>de</strong> cambios acelerados y por lo tanto es muy difícil pre<strong>de</strong>cir <strong>las</strong> necesida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> la sociedad futura.Aún así, es prioritario <strong>de</strong>stinar esfuerzos y materiales para educar a nuestros alumnos en los nuevosrequerimientos <strong>de</strong> la sociedad. Por esto, el equipo docente a cargo <strong>de</strong> la enseñanza <strong>de</strong> la asignaturaMatemática Discreta trabaja <strong>de</strong> acuerdo a los siguientes objetivos:• Contribuir a la formación integral <strong>de</strong> un Ingeniero en Sistemas <strong>de</strong> Información, posibilitándole <strong>una</strong>sólida y a<strong>de</strong>cuada formación básica inicial en contenidos propios <strong>de</strong> Matemática Discreta, enconcordancia con el área <strong>de</strong> Programación, Computación, y la Formación Básica Homogénea.• Posibilitar el uso <strong>de</strong> <strong>las</strong> distintas representaciones (simbólico, matricial, gráfico) y <strong>de</strong> distintospensamientos (inductivo, recursivo, <strong>de</strong>ductivo) como medios para favorecer la integración <strong>de</strong>conceptos, generalizaciones y significados <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong> los contenidos disciplinares propios.• Favorecer la inserción <strong>de</strong> los contenidos no abordados en la Formación Básica Homogénea, talescomo lógica, combinatoria, relaciones y grafos, en el área <strong>de</strong> la programación, atendiendo a laresolución <strong>de</strong> situaciones problemáticas.• Posibilitar el <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> la capacidad inquisitiva y autogestionaria <strong>de</strong>l alumno mediante laresolución <strong>de</strong> situaciones problemáticas, la participación activa en c<strong>las</strong>e, la búsqueda <strong>de</strong> alternativaspropias y la toma <strong>de</strong> <strong>de</strong>cisiones razonadas.• Integrar la enseñanza y el aprendizaje con el proceso evaluativo para orientar, reajustar y contribuiral logro <strong>de</strong> un pensamiento crítico, reflexivo, autónomo y creativo que permita percibirinterrelaciones entre distintos hechos y conceptos..• Favorecer la mejor integración <strong>de</strong> la tríada docente-alumno-contenidos como un medio para obtener<strong>de</strong> la mejor manera posible al logro <strong>de</strong> un aprendizaje significativo.• Fomentar el uso <strong>de</strong> la tecnología web, como alternativa <strong>de</strong> autoaprendizaje (internet, enlaces,consultas por correo electrónico)Los contenidos mínimos dictados a lo largo <strong>de</strong> un cuatrimestre son:• Lógica Matemática,• Combinatoria• Relaciones y funciones1


• Estructuras algebraicas finitas• Álgebras <strong>de</strong> Boole• Introducción a los GrafosLa asignatura se <strong>de</strong>sarrolla con <strong>una</strong> carga horaria <strong>de</strong> 6 horas semanales, con el agregado <strong>de</strong> horasextracurriculares, cuidadosamente planificadas, que permiten <strong>de</strong>sarrollar trabajos prácticos y lecturascomplementarias.Los docentes <strong>de</strong> la cátedra adhieren a la metodología <strong>de</strong> la enseñanza propuesta en el Diseño curricular<strong>de</strong> la carrera <strong>de</strong> Ingeniería en Sistemas <strong>de</strong> la Información haciendo propios conceptos tales como: ". ..todaárea <strong>de</strong>l saber es un conjunto <strong>de</strong> conocimientos interrelacionados y <strong>de</strong> procedimientos con los cuales seconstruyen nuevos conocimientos...""...la propuesta es acercarse a los problemas básicos <strong>de</strong> la Ingeniería, integrando teoría y práctica al modo<strong>de</strong> trabajo profesional."" ... un estudiante se formará como pensador en los problemas básicos que dan origen a su carrera si seenfrenta con ellos <strong><strong>de</strong>s<strong>de</strong></strong> el principio". el inicio <strong>de</strong> un nuevo aprendizaje se realiza a partir <strong>de</strong> conceptos,representaciones y conocimientos que el alumno ha construido en experiencias previas".Por lo expuesto anteriormente se priorizan la resolución <strong>de</strong> problemas, <strong>las</strong> activida<strong>de</strong>s grupales eindividuales, la resolución <strong>de</strong> ejercicios globalizadores y <strong>las</strong> lecturas complementarias que permitiránafianzar el material teórico <strong>de</strong> cada módulo, conectarlo con temas <strong>de</strong>sarrollados previamente, favorecer lareflexión y la apertura a nuevos cuestionarnientos.Producción <strong>de</strong>l libro <strong>de</strong> texto <strong>de</strong> Matemática Discreta.Tomando como base los apuntes <strong>de</strong> cátedra utilizados <strong><strong>de</strong>s<strong>de</strong></strong> el comienzo <strong>de</strong>l dictado <strong>de</strong> la asignatura enel año 1995, se <strong>de</strong>ci<strong>de</strong> confeccionar un libro <strong>de</strong> texto utilizando alg<strong>una</strong>s i<strong>de</strong>as y estrategias compartidasen el continuo accionar en la vida universitaria. El mismo está dirigido a los estudiantes <strong>de</strong> los primerosniveles <strong>de</strong> carreras <strong>de</strong> ingenierías, licenciaturas y tecnicaturas orientadas con terminalida<strong>de</strong>s en <strong>las</strong><strong>ciencias</strong> <strong>de</strong> la computación.La publicación <strong>de</strong> su primera edición data <strong>de</strong> marzo <strong>de</strong> 2000.En su confección se priorizaron aspectos pedagógicos y didácticos y se mantuvo un diálogo permanentecon estudiantes <strong>de</strong> pre y pos-grado. El texto es <strong>una</strong> verda<strong>de</strong>ra introducción a un curso <strong>de</strong> MatemáticaDiscreta y se lo pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollar a lo largo <strong>de</strong> 15 semanas.En cada módulo se introducen contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales seguidos <strong>de</strong>alg<strong>una</strong>s aplicaciones interesantes, <strong>una</strong> lectura complementaria o la presentación <strong>de</strong> algún algoritmo.Aparecen activida<strong>de</strong>s propuestas intercaladas <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> los <strong>de</strong>sarrollos teóricos con problemas diversos.En algunos módulos se han adicionado problemas complementarios que tiene por objetivo hacer <strong>una</strong>revisión global <strong>de</strong>l contenido o dar nuevas propuestas para que los estudiantes puedan avanzar en temasmás complejos.El texto está dividido en seis módulos <strong>de</strong> acuerdo a los contenidos mínimos a <strong>de</strong>sarrollar en el curso .En el primero se presenta <strong>una</strong> introducción a la lógica clásica y <strong>una</strong> aplicación <strong>de</strong> <strong>las</strong> funcionesproposicionales en los algoritmos. No se preten<strong>de</strong> que el alumno pueda diseñar un algoritmo sino que seacapaz <strong>de</strong> <strong>de</strong>scribir la tarea que realiza.En el módulo 2 se presentan <strong>las</strong> distintas maneras para contar colecciones finitas <strong>de</strong> objetos y <strong>una</strong>aplicación para <strong>de</strong>terminar el número <strong>de</strong> comparaciones que hay que realizar para or<strong>de</strong>nar <strong>una</strong> lista finita<strong>de</strong> números, utilizando distintos métodos.Se aplica el principio <strong>de</strong> inducción matemática para <strong>de</strong>mostrar que los algoritmos propuestos resuelvencorrectamente ciertas tareas para cualquier número natural dado.En el módulo 3 se <strong>de</strong>finen <strong>las</strong> relaciones clásicas <strong>de</strong> equivalencia y or<strong>de</strong>n haciendo hincapié en losdistintos tipos <strong>de</strong> representaciones: tab<strong>las</strong>, matrices, digrafos, etc.Se introduce la noción <strong>de</strong> recursividad que se presenta en <strong>de</strong>finiciones, relaciones <strong>de</strong> recurrencia y enfunciones recursivas. Se dan funciones usuales en los lenguajes <strong>de</strong> programación.Se continúa en los módulos 4 y 5 con <strong>una</strong> introducción a <strong>las</strong> estructuras algebraicas <strong>de</strong> grupos y álgebras<strong>de</strong> Boole, consi<strong>de</strong>rándose principalmente ejemplos finitos. Se muestra <strong>una</strong> aplicación a la teoría <strong>de</strong>codificación y <strong>de</strong>codificación.Finalmente, en el módulo 6 se presentan los grafos y digrafos dando alg<strong>una</strong>s <strong>de</strong>finiciones en formaclásica y luego con un enfoque recursivo. Se pone énfasis en los árboles binarios y completos y seresuelven a través <strong>de</strong> su utilización, alg<strong>una</strong>s situaciones problemáticas planteadas en temas anteriores.Al final <strong>de</strong>l texto se encuentran <strong>las</strong> respuestas y/o sugerencias para resolver la mayoría <strong>de</strong> los problemas yejercicios propuestos.El texto fue publicado por el Centro <strong>de</strong> Publicaciones <strong>de</strong> la UNL en febrero <strong>de</strong> 2000. Se utilizó durante elprimer cuatrimestre <strong>de</strong> ese año para el <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> la asignatura Matemática Discreta en la Regional2


Santa Fe <strong>de</strong> la UTN y durante el segundo cuatrimestre, en la Facultad <strong>de</strong> Ingeniería Química <strong>de</strong> la UNLpara dictarla para <strong>las</strong> carreras <strong>de</strong> Ingeniería Industrial, Analista Industrial y Licenciatura en Matemática.Durante el año 2001, adhirió a<strong>de</strong>más la Facultad Regional Mendoza <strong>de</strong> la Universidad TecnológicaNacional.Resultados <strong>de</strong> <strong>las</strong> encuestas realizadasEl libro contó con <strong>una</strong> buena aceptación por parte <strong>de</strong> los alumnos. Se los motivó a través <strong>de</strong> preguntasformuladas en forma oral y encuestas anónimas para que expresaran su opinión sobre el mismo con elpropósito <strong>de</strong> po<strong>de</strong>r diseñar, corregir y proponer nuevas alternativas <strong>de</strong> trabajo para mejorar el aprendizaje<strong>de</strong> Matemática Discreta.A continuación se muestran algunos resultados <strong>de</strong> la encuesta tomada a los alumnos. Ellos fueronconsultados sobre la forma en que utilizaron el texto propuesto por la cátedra y el 80% respondió que fuematerial básico <strong>de</strong> la materia.El texto fue utilizado como:1%19%80%Material básico para la materiaComplemento <strong>de</strong> lo <strong>de</strong>sarrollado en c<strong>las</strong>eGuía, pero apoyándote en otros textosEl 74% <strong>de</strong> los alumnos encuestados respon<strong>de</strong> que no fue necesario consultar otro texto para compren<strong>de</strong>rmejor un tema.¿Fue necesario consultar otro libro?26%74%NoSiPero el 26% consi<strong>de</strong>ra que fue necesario hacerlo. Los temas que fueron seleccionados por estos alumnosson:3


Fue necesario consultar otro material para los temas:17%4%2%20%33%24%LógicaRelaciones y FuncionesÁlgebras <strong>de</strong> BooleCombinatoriaEstructuras Algebraicas finitasTeoría <strong>de</strong> GrafosEl 93% <strong>de</strong> los alumnos encuestados dice que para resolver <strong>las</strong> activida<strong>de</strong>s propuestas fue necesaria laexplicación <strong>de</strong>l profesor o <strong>de</strong> los docentes auxiliares. Las capítulos que fueron mayoritariamenteseleccionados y que contienen estas activida<strong>de</strong>s son Combinatoria y Estructuras Algebraicas Finitas:Activida<strong>de</strong>s que necesitan <strong>de</strong> la explicación <strong>de</strong> losprofesores:10%4%15%22%32%17%LógicaRelaciones y FuncionesÁlgebras <strong>de</strong> BooleCombinatoriaEstructuras Algebraicas finitasTeoría <strong>de</strong> GrafosLa opinión <strong>de</strong> los alumnos respecto al libro en su conjunto es <strong>de</strong> 7. 85 (escala: 1 - 10)Consultados sobre los temas que fueron mejor <strong>de</strong>sarrollados y los que fueron peor <strong>de</strong>sarrollados, losalumnos encuestados respondieron:Mejor <strong>de</strong>sarrollado Peor DesarrolladoLógica 24 2Combinatoria 14 8Relaciones y Funciones 3 11Estructuras Algebraicas Finitas 10 22Álgebras <strong>de</strong> Boole 9 12Teoría <strong>de</strong> Grafos 19 6Todos 4 0No respon<strong>de</strong>n 12 224


Apreciaciones sobre el <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> los temas:35302520151050LógicaRelaciones yFuncionesÁlgebras <strong>de</strong>BooleTodosMejor <strong>de</strong>sarrolladoPeor DesarrolladoLa tabla siguiente muestra la opinión <strong>de</strong> los alumnos encuestados respecto <strong>de</strong>l tema que más les gustó y eltema que menos les gustó:Más te gustó Menos te gustóLógica 19 1Combinatoria 12 9Relaciones y Funciones 5 12Estructuras Algebraicas finitas 5 16Álgebras <strong>de</strong> Boole 6 6Teoría <strong>de</strong> Grafos 15 2No respon<strong>de</strong>n 10 14Apreciaciones sobre los temas:2520151050LógicaRelaciones yFuncionesÁlgebras <strong>de</strong>BooleNorespon<strong>de</strong>nMás te gustóMenos te gustóA<strong>de</strong>más todos opinan que tener un libro es cómodo y <strong>de</strong> fácil acceso.Del análisis <strong>de</strong> <strong>las</strong> encuestas surge la necesidad <strong>de</strong> poner un mayor énfasis en la explicación <strong>de</strong>l métodoinductivo y <strong>de</strong> su aplicación en la teoría <strong>de</strong> algoritmos así como <strong>de</strong> explicar con mayor <strong>de</strong>talle el uso <strong>de</strong><strong>las</strong> expresiones relacionales en los mismos.Otras sugerencias que se reciben son <strong>las</strong> <strong>de</strong> ampliar la noción <strong>de</strong> relaciones <strong>de</strong> recurrencia y funcionesrecursivas, agregando nuevos ejemplos.5


Son justamente alg<strong>una</strong>s <strong>de</strong> estas observaciones <strong>las</strong> que motivaron que en el presente año se publicara <strong>una</strong>nueva versión <strong>de</strong>l texto ampliada y corregida, con el agregado <strong>de</strong> ochenta nuevas páginas.Alg<strong>una</strong>s conclusionesEn general el libro fue utilizado por los alumnos con el mismo objetivo que se plantearon los docentes, es<strong>de</strong>cir, como material básico <strong>de</strong> la asignatura.Si bien un alto porcentaje <strong>de</strong> alumnos no necesitaron consultar otra bibliografía para compren<strong>de</strong>r mejorlos temas, algunos encuestados pusieron <strong>de</strong> manifiesto su necesidad <strong>de</strong> hacerlo fundamentalmente entemas cómo Estructuras Algebraicas Finitas y Relaciones y Funciones. También en la mayoría <strong>de</strong> loscasos requirieron información adicional <strong>de</strong> los docentes para po<strong>de</strong>r realizar <strong>las</strong> activida<strong>de</strong>s propuestas.Calificaron en buena forma el texto en su conjunto, <strong>las</strong> activida<strong>de</strong>s, el tipo <strong>de</strong> letra utilizado, etc.Con el resultado <strong>de</strong> <strong>las</strong> encuestas que se han realizado para evaluar esta última edición, se espera po<strong>de</strong>rmejorar la propuesta didáctica. Se preten<strong>de</strong>, atendiendo a <strong>las</strong> experiencias logradas a través <strong>de</strong> <strong>las</strong>realizaciones didácticas en c<strong>las</strong>e, como práctica investigativa, brindar a los estudiantes, <strong>una</strong> propuestadiferente, que les permita avanzar en temas más complejos.BibliografíaANTIBI, A. (2000) “La <strong>de</strong>stransposición <strong>de</strong> conocimientos”. Conferencia <strong>de</strong> RELME-14. Panamá.ARTIGUE, M. (1995) “Ingeniería didáctica”. Capítulo 4. En “Ingeniería didáctica en educaciónmatemática” <strong>de</strong> Artigue, M.; Douady, R.; Moreno, L.; Gómez, P. (Editor, Una empresa docente). GrupoEditorial Iberoamericana. México.ALBERTO <strong>de</strong> TOSO, M., SCHWER <strong>de</strong> INGLESE, I., CÁMARA,V., ROGIANO, C.,MEINERO, S.(2001) “Matemática Discreta”. Una <strong>perspectiva</strong> <strong><strong>de</strong>s<strong>de</strong></strong> <strong>las</strong> <strong>ciencias</strong> <strong>de</strong> la computación. Centro <strong>de</strong>Publicaciones <strong>de</strong> la Universidad Nacional <strong>de</strong>l Litoral. Santa Fe.BLANCO, N. (1994): “Materiales curriculares: los libros <strong>de</strong> texto”. En Angulo, Félix; Blanco, Nieves(coordinadores). Teoría y Desarrollo <strong>de</strong>l Currículum. Capítulo 12. Málaga: Ediciones Aljibe.MARRO, M. S.; DELLAMEA, A.B. (1994): “Producción <strong>de</strong> textos”. Universidad Abierta y a Distancia“Hernandarias”. Buenos Aires: Editorial Docencia.PARCERISA, ARTUR (1998): “Materiales curriculares. Cómo elaborarlos, seleccionarlos y usarlos”.Buenos Aires: Graó. Biblioteca <strong>de</strong> Aula. 105. Ministerio <strong>de</strong> Cultura y Educación <strong>de</strong> la Nación.6

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