Ingeniería didáctica (Artigue)

La ingeniería didáctica surgió en la didáctica de las matemáticas francesa, a principios de los años ochenta, como una metodología para las realizaciones tecnológicas de los hallazgos de la teoría de Situaciones Didácticas y de la Transposición Didáctica. El nombre surgió de la analogía con la actividad de un ingeniero quien, según Artigue (1998, p. 33):

“Para realizar un proyecto determinado, se basa en los conocimientos científicos de su dominio y acepta someterse a un control de tipo científico. Sin embargo, al mismo tiempo, se encuentra obligado a trabajar con objetos mucho más complejos que los depurados por la ciencia y, por lo tanto, tiene que abordar prácticamente, con todos los medios disponibles, problemas de los que la ciencia no quiere o no puede hacerse cargo.”

En realidad el término ingeniería didáctica se utiliza en didáctica de las matemáticas con una doble función: como metodología de investigación y como producciones de situaciones de enseñanza y aprendizaje. 
Artigue (1998, p. 40) distingue varias dimensiones ligadas a los procesos de construcción de ingenierías didácticas:

• Dimensión epistemológica: asociada a las características del saber puesto en funcionamiento.
• Dimensión cognitiva: asociada a las características cognitivas de los alumnos a los que se dirige la enseñanza.
• Dimensión didáctica: asociada a las características del funcionamiento del sistema reenseñanza.

Como mencionamos anteriormente, el sustento teórico de la ingeniería didáctica proviene de la teoría de situaciones didácticas (Brousseau, 1997) y la teoría de la transposición didáctica (Chevallard, 1991), que tienen una visión sistémica al considerar a la didáctica de las matemáticas como el estudio de las interacciones entre un saber, un sistema educativo y los alumnos, con objeto de optimizar los modos de apropiación de este saber por el sujeto (Brousseau, 1997).

INGENIERÍA DIDÁCTICA COMO METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN 

Como metodología de investigación la ingeniería didáctica se caracteriza:

1. Por un esquema experimental basado en las “realizaciones didácticas” en el aula, es decir, sobre la concepción, realización, observación y análisis de secuencias de enseñanza.
2. Por el registro de los estudios de caso y por la validación que es esencialmente interna, basada en la confrontación entre el análisis a priori y a posteriori.

FASES DE LA METODOLOGÍA DE LA INGENIERÍA DIDÁCTICA 

El proceso experimental de la ingeniería didáctica consta de cuatro fases:

1. Primera fase: Análisis preliminares.
2. Segunda fase: Concepción y análisis a priori de las situaciones didácticas.
3. Tercera fase: Experimentación.
4. Cuarta fase: Análisis a posteriori y evaluación. 

Los análisis preliminares

Para la concepción una ingeniería didáctica son necesarios análisis preliminares respecto al cuadro teórico didáctico general y sobre los conocimientos didácticos adquiridos y relacionados con el tema. Los análisis preliminares más frecuentes son (Artigue, 1998 p. 38):
• El análisis epistemológico de los contenidos contemplados en la enseñanza
• El análisis de la enseñanza tradicional y sus efectos.
• El análisis de las concepciones de los estudiantes, de las dificultades y obstáculos que determinan su evolución.
• El análisis del campo de restricciones donde se va a situar la realización didáctica.

Concepción y análisis a priori de las situaciones didácticas

En esta segunda fase el investigador toma la decisión de actuar sobre un determinado número de variables del sistema que no estén fijadas por las restricciones.
Estas son las variables de comando que él percibe como pertinentes con relación al problema estudiado.
Artigue distingue dos tipos de variables de comando:
• Variables macro-didácticas o globales
• Concernientes a la organización global de la ingeniería.
• Variables micro-didácticas o locales
• Concernientes a la organización local de la ingeniería, o sea, la organización de una secuencia o fase.
Ambas variables pueden ser generales o bien dependientes del contenido didáctico en el que se enfoca la enseñanza. Es importante resaltar que las selecciones globales, aunque se presenten separadas de las selecciones locales, no son independientes de ellas.
El objetivo del análisis a priori es determinar en qué las selecciones hechas permiten controlar poscomportamientos de los estudiantes y su significado. Por
lo anterior, este análisis se basa en un conjunto de hipótesis. La validación de las mismas está indirectamente en juego en la confrontación que se lleva a cabo en la fase cuatro, entre el análisis a priori y el análisis a posteriori.
Artigue argumenta que tradicionalmente este análisis a priori comprende una parte descriptiva y una predictiva, y se debe:
• Describir las selecciones del nivel local y las características de la situación didáctica que de ellas se desprenden.
• Analizar qué podría ser lo que está en juego en esta situación para un estudiante en función de las posibilidades de acción, de selección, de decisión, de control y de validación de las que él dispone, una vez puesta en práctica en un funcionamiento casi aislado del profesor.
• Prever los campos de comportamientos posibles y se trata de demostrar cómo el análisis realizado permite controlar su significado y asegurar, en particular, que los comportamientos esperados, si intervienen, sean resultado de la puesta en práctica del conocimiento contemplado por el aprendizaje.

Experimentación

Es la fase de la realización de la ingeniería con una cierta población de estudiantes.
Esa etapa se inicia en el momento en que se da el contacto investigador/profesor/observador con la población de los estudiantes objeto de la
investigación.
La experimentación supone:
• La explicitación de los objetivos y condiciones de realización de la investigación a los estudiantes que participarán de la experimentación;
• El establecimiento del contrato didáctico;
• La aplicación de los instrumentos de investigación;

• El registro de observaciones realizadas durante la experimentación.
Durante la experimentación se busca respetar las selecciones y deliberaciones hechas en los análisis a priori.

Análisis a posteriori y evaluación

Esta es la última fase de la ingeniería didáctica. Esta fase se basa en el conjunto de datos recolectados a lo largo de la experimentación, es decir, las observaciones realizadas de las secuencias de enseñanza, al igual que las producciones de los estudiantes en el aula o fuera de ella. Estos datos se completan con otros obtenidos mediante la utilización de metodologías externas: cuestionarios, entrevistas individuales o en pequeños grupos, realizadas durante cada sesión de la enseñanza, etc.
La validación o refutación de las hipótesis formuladas en la investigación se fundamenta en la confrontación de los análisis, el a priori y a posteriori.