Desarrollo de un análisis didáctico-matemático conjunto. Un estudio de los factores de cambio en las creencias y concepciones de profesores universitarios sobre la enseñanza y aprendizaje del espacio vectorial

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

Linear Algebra occupies a foundational position in the education of mathematicians, engineers, and scientists, serving as both a core theoretical framework and a gateway to abstract reasoning in the mathematical sciences. Yet, despite its centrality, its teaching and learning continue to pose significant challenges. The concept of the vector space represents a particularly critical juncture, demanding that learners shift from computational reasoning toward structural and relational thinking. Extensive research indicates that these difficulties are not merely epistemic or cognitive, but are deeply embedded in faculty beliefs, conceptions, and didactic–mathematical knowledge, which collectively shape instructional practices and influence how students construct meaning. This dissertation investigates university professors’ beliefs about the teaching and learning of the vector space, and the factors that contribute to or constrain their transformation. It is grounded in the premise that teachers’ beliefs are dynamic, evolving constructs that emerge from the interplay between mathematical understanding, pedagogical experience, and institutional context. Recognizing this complexity is essential to fostering a more reflective, research-informed approach to mathematics teacher education at the university level. Employing a qualitative, descriptive–interpretive research design, the study explores how professors conceptualize the mathematical objects associated with the vector space, how these conceptions are enacted in their pedagogical practices, and how reflective engagement may facilitate belief transformation. A research–training laboratory was implemented to document participants’ initial beliefs, observe the evolution of their thinking throughout the process, and identify key factors underlying change. Analytical categories were derived from a theoretical framework integrating the constructs of belief, conception, and didactic–mathematical knowledge, providing a coherent lens for interpretation. The findings reveal that meaningful transformation in teachers’ beliefs does not arise from content exposure alone but from the nature of the formative experience—specifically, the dialogic, reflective, and analytical quality of professional interactions that enable educators to reexamine the epistemological and pedagogical foundations of their practice. The study corroborates international evidence highlighting the role of didactic–mathematical analysis in cultivating teachers’ professional vision, deepening their understanding of mathematical structures, and enhancing their capacity for pedagogical reasoning.

Descripción

El álgebra lineal constituye uno de los pilares de la formación universitaria en matemática, ingeniería y ciencias aplicadas, no solo por su relevancia teórica, sino también por su papel estructurante en la comprensión de otros campos del conocimiento. Sin embargo, su enseñanza y aprendizaje han mostrado persistentes dificultades que trascienden la mera complejidad de sus contenidos. En particular, el concepto de espacio vectorial representa un punto de inflexión en el desarrollo del pensamiento matemático avanzado, pues exige una transición desde el razonamiento operativo hacia formas de pensamiento estructural y abstracto. Diversos estudios han evidenciado que estas dificultades no se explican únicamente por factores cognitivos o epistemológicos, sino también por las creencias, concepciones y saberes didáctico-matemáticos de los profesores, los cuales orientan sus prácticas y modelan las oportunidades de aprendizaje de los estudiantes. En este marco, la presente investigación analiza las creencias de los profesores universitarios sobre la enseñanza y el aprendizaje del espacio vectorial, así como los factores que pueden favorecer o limitar su transformación. El estudio parte del supuesto de que las creencias docentes no son entidades estáticas, sino construcciones dinámicas que se configuran en la interacción entre el conocimiento matemático, las experiencias de enseñanza y los marcos institucionales que las sostienen. Reconocer esta complejidad resulta esencial para avanzar hacia una formación docente universitaria que promueva una comprensión profunda del álgebra lineal y una práctica pedagógica reflexiva. Desde un enfoque cualitativo de carácter descriptivo-interpretativo, la investigación explora cómo los profesores significan los objetos matemáticos asociados al espacio vectorial, cómo estos significados se reflejan en sus decisiones didácticas y qué procesos de cambio emergen cuando se enfrentan a contextos de análisis y reflexión sobre su propia práctica. Para ello, se diseñó un laboratorio de investigación-formación orientado a examinar las creencias iniciales de los participantes, las transformaciones que experimentan a lo largo del proceso y los factores que las motivan. El análisis se sustenta en categorías teóricas que articulan los constructos de creencia, concepción y conocimiento didáctico-matemático, permitiendo interpretar los modos en que los docentes configuran su visión sobre la enseñanza del álgebra lineal. Los resultados evidencian que el cambio de creencias no depende exclusivamente de la exposición a nuevos contenidos, sino de la naturaleza de la actividad formativa, del tipo de interacción que se promueve y del grado en que el profesor logra reconfigurar su mirada sobre el conocimiento matemático y su enseñanza. De este modo, la investigación reafirma hallazgos de otros estudios internacionales que destacan la importancia del análisis didáctico-matemático como vía para fortalecer la competencia profesional docente y para favorecer procesos de desarrollo reflexivo en la enseñanza de la matemática universitaria.

Palabras clave

Concepciones, Conocimiento didáctico, Creencias, Espacio vectorial, Formación de profesores, Didáctica de la matemática

Materias

Doctorado Interinstitucional en Educación con Énfasis en Educación Matemática -- Tesis y disertaciones académicas , Álgebra lineal -- Estudio y enseñanza , Profesores universitarios , Matemáticas -- Estudio y enseñanza , Espacios vectoriales

Citación