La recuperación cardíaca como contexto para la enseñanza de la función exponencial: un diseño didáctico basado en objetivación, modelización y razonamiento covariacional

Contenido principal del artículo

José Luis Díaz Gómez

Resumen

Resumen. La enseñanza de las funciones suele privilegiar enfoques algebraicos que dificultan la comprensión de los procesos de cambio y variación. En este trabajo presentamos un diseño didáctico para la enseñanza de la función exponencial en estudiantes de Ciencias de la Salud, articulando la Teoría de la Objetivación, la Perspectiva de Modelización y el Razonamiento Covariacional. La Génesis Instrumental se incorpora como marco complementario para analizar el papel de los artefactos tecnológicos en la secuencia. La propuesta se organiza en torno al estudio de la recuperación cardíaca después del ejercicio físico y se estructura en tres episodios: experiencia somática del fenómeno, construcción del modelo exponencial y análisis dinámico de la tasa de cambio mediante GeoGebra. Un elemento central del diseño es la introducción de la variable Exceso, que permite identificar relaciones multiplicativas en los datos fisiológicos y favorecer la transición hacia un modelo exponencial. El trabajo presenta un análisis a priori y un caso ilustrativo de carácter heurístico, constituyendo una propuesta teórica orientada a futuras implementaciones en aula.

Detalles del artículo

Cómo citar
Díaz Gómez, J. L. (2026). La recuperación cardíaca como contexto para la enseñanza de la función exponencial: un diseño didáctico basado en objetivación, modelización y razonamiento covariacional. El cálculo Y Su enseñanza, 22(1), 50–76. Recuperado a partir de https://recacym.org/index.php/recacym/article/view/255
Sección
Artículos de Investigación
Biografía del autor/a

José Luis Díaz Gómez, Universidad de Sonora

Curriculum

Dr. José Luis Díaz Gómez

 

Profesor e Investigador en Matemática Educativa (Jubilado 04-2023)

Guadalajara, Jalisco, México | joseluis.diaz@unison.mx | Tel: +52 (662)11 43 98 6

Resumen Profesional

Doctor en Matemática Educativa con más de 45 años de experiencia como Profesor Titular en la Universidad de Sonora (UniSon). Experto en el diseño curricular, la investigación de los procesos de aprendizaje del álgebra y el cálculo, y la integración de tecnología en la enseñanza de las matemáticas. Reconocido por mi liderazgo académico como jefe del Departamento de Matemáticas y por mi prolífica producción científica, con más de 45 artículos publicados y más de 70 ponencias en foros internacionales. Mi pasión es formar a la nueva generación de docentes e investigadores, mejorando la calidad de la educación matemática a través de la innovación y la investigación rigurosa.

Educación

Doctor en Ciencias en Matemática Educativa

Universidad Autónoma del Estado de Morelos (2001)

Maestría en Ciencias, Especialidad en Matemática Educativa

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN (1988)

Licenciado en Matemáticas

Universidad de Sonora (1979)

Experiencia Profesional Clave

Profesor Titular "C" de Tiempo Completo | Universidad de Sonora (1972 – 2023)
Dedicado por más de cuatro décadas a la excelencia académica y a la formación de profesionales a nivel licenciatura y posgrado.

Docencia e Innovación: Impartición de un amplio espectro de cursos, desde cálculo diferencial e integral y álgebra lineal, hasta seminarios de investigación y tesis en la Maestría y el Doctorado en Matemática Educativa. Pionero en la integración de recursos computacionales (Logo, Visual Basic, software interactivo) en el aula.

Investigación Aplicada: Líder en proyectos de investigación enfocados en el análisis y solución de errores algebraicos, el desarrollo del concepto de función, en la enseñanza y aprendizaje del cálculo y la creación de sistemas tutoriales inteligentes y textos interactivos para optimizar el aprendizaje.

Formación de Capital Humano: Dirigí con éxito 9 tesis de Maestría y 1 de Doctorado, guiando a nuevos investigadores en el campo de la matemática educativa. Asesoré a cientos de profesores en servicio a través del Programa Nacional de Formación y Actualización.

Liderazgo y Gestión Académica

Jefe del Departamento de Matemáticas, Universidad de Sonora (1991-1995): Lideré la gestión académica y administrativa del departamento, promoviendo la investigación y la calidad docente.

Diseño Curricular: Miembro clave en la creación y modificación de los planes de estudio de la Licenciatura en Enseñanza de las Matemáticas y la Maestría en Matemática Educativa. Lideré proyectos de rediseño curricular para carreras de Ingeniería, Química y Ciencias Económico-Administrativas.

Organización de Eventos: Miembro activo del comité organizador de más de 10 congresos, semanas de investigación y seminarios nacionales e internacionales, fomentando el intercambio de conocimiento en la comunidad.

Actividad Editorial: Fundador y Editor de la revista "Matemática Educativa" del Departamento de Matemáticas UniSon ; Director de la Revista Epistemus de la Universidad de Sonora (2013-2016); Editor Asociado de "El Cálculo y su Enseñanza", contribuyendo a la difusión de la investigación de alta calidad.

Producción Científica y Difusión

Publicaciones: Autor de más de 45 artículos en revistas científicas y memorias de congresos a nivel regional, nacional e internacional. Creador de más de 14 materiales didácticos y notas de curso que han sido fundamentales para la formación de estudiantes y profesores.

Ponencias: Presentación de más de 70 ponencias como experto en congresos y foros en México, Cuba, Colombia, Guatemala, Argentina y EE. UU.

Líneas de Investigación Principales:

Uso de la tecnología (software, calculadoras, textos interactivos) en la enseñanza.

Análisis cognitivo y consistencia de errores algebraicos.

Desarrollo histórico, epistemológico y didáctico del concepto de función y variable.

Modelación matemática y resolución de problemas.

Reconocimientos Destacados

Premio Anual de Profesor Distinguido | División de Ciencias Exactas y Naturales, UniSon (1995)

Perfil Deseable PROMEP | Reconocimiento a la calidad académica, obtenido consecutivamente (2002-2023)

Estímulos al Desempeño Académico | Obtenido en los niveles más altos (Nivel V y VI) de forma consistente.

Beca de Reconocimiento a la Carrera Docente | Otorgada en múltiples ocasiones por la SEP.

 

Citas

Artigue, M. (1992). Didactical engineering. En R. Douady y A. Mercier (Eds.), Research in didactique of mathematics: Selected papers (pp. 41–70). La Pensée Sauvage.

Artigue, M. (2002). Learning mathematics in a CAS environment: The genesis of a reflection about instrumentation and the dialectics between technical and conceptual work. International Journal of Computers for Mathematical Learning, 7(3), 245–274.

Blum, W. y Leiß, D. (2007). How do students and teachers deal with modelling problems? En C. Haines, P. Galbraith, W. Blum y S. Khan (Eds.), Mathematical modelling (pp. 222–231). Elsevier.

Breidenbach, D., Dubinsky, E., Hawks, J. y Nichols, D. (1992). Development of the process conception of function. Educational Studies in Mathematics, 23(3), 247–285. https://doi.org/10.1007/BF02309532

Brousseau, G. (1997). Theory of didactical situations in mathematics. Kluwer Academic Publishers.

Carlson, M., Jacobs, S., Coe, E., Larsen, S. y Hsu, E. (2002). Applying covariational reasoning while modeling dynamic events: A framework and a study. Journal for Research in Mathematics Education, 33(5), 352–378. https://doi.org/10.2307/4149958

Confrey, J. y Smith, E. (1994). Exponential functions, rates of change, and the multiplicative unit. Educational Studies in Mathematics, 26(2-3), 135–164. https://doi.org/10.1007/BF01273661

Ellis, A. B., Özgür, Z., Kulow, T., Williams, C. y Amidon, J. (2015). Quantifying exponential growth: Three conceptual shifts in coordinating multiplicative and additive growth. Journal of Mathematical Behavior, 39, 135–155. https://doi.org/10.1016/j.jmathb.2015.06.004

Imai, K., Sato, H., Hori, M., Kusuoka, H., Ozaki, H., Yokoyama, H., Takeda, H., Inoue, M. y Kamada, T. (1994). Vagally mediated heart rate recovery after exercise is accelerated in athletes but blunted in patients with chronic heart failure. Journal of the American College of Cardiology, 24(6), 1529–1535. https://doi.org/10.1016/0735-1097(94)90150-3

Kuhn, J., Vogt, P. y Müller, A. (2022). Analyzing elevator oscillation with the smartphone acceleration sensors. En J. Kuhn y P. Vogt (Eds.), Smartphones as mobile minilabs in physics (pp. 207–211). Springer.

Lakoff, G. y Núñez, R. E. (2000). Where mathematics comes from: How the embodied mind brings mathematics into being. Basic Books.

Pierpont, G. L., Stolpman, D. R. y Gornick, C. C. (2000). Heart rate recovery post-exercise as an index of parasympathetic activity. Journal of the Autonomic Nervous System, 80(3), 169–174. https://doi.org/10.1016/S0165-1838(00)00090-4

Rabardel, P. (1995). Les hommes et les technologies: Approche cognitive des instruments contemporains. Armand Colin.

Radford, L. (2006). Elementos de una teoría cultural de la objetivación. Relime, 9 (Especial), 103–129.

Radford, L. (2010). Algebraic thinking from a cultural semiotic perspective. Research in Mathematics Education, 12(1), 1–19.

Radford, L. (2013). Three key concepts of the theory of objectification: Knowledge, knowing, and learning. Journal of Research in Mathematics Education, 2(1), 7–44.

Sierpinska, A. (1992). On understanding the notion of function. En G. Harel y E. Dubinsky (Eds.), The concept of function: Aspects of epistemology and pedagogy (pp. 25–58). Mathematical Association of America.

Stewart, J. (2016). Cálculo de una variable: Trascendentes tempranas (8ª ed.). Cengage Learning.

Van Dooren, W., De Bock, D., Depaepe, F., Janssens, D. y Verschaffel, L. (2003). The illusion of linearity: Expanding the evidence towards probabilistic reasoning. Educational Studies in Mathematics, 53(2), 113–138.

Varela, F. J., Thompson, E. y Rosch, E. (1991). The embodied mind: Cognitive science and human experience. MIT Press.