Mathematical Modelling Competencies of Prospective School Teachers in Mathematics Education: An Analysis Based on the Approach to Problem-Solving Situations

Authors

DOI:

https://doi.org/10.15359/ru.39-1.29

Keywords:

Teacher training, mathematics, modelling, competencies, problem solving

Abstract

[Objective] The objective of the research was to determine the mathematical modeling competencies shown by a group of prospective teachers in Mathematics Teaching, in their fourth year of studies at the Universidad Nacional. [Methodology] For this purpose, a qualitative research was conducted with 20 prospective mathematics teachers during the first half of 2022, when they were required to solve a series of problems as part of a training program in mathematical modeling. The work done by the participants on two specific problems is presented. [Results] The participating prospective teachers demonstrated competencies in solving mathematical modeling problems when the situation presented has the necessary data and its solution requires a specific procedure. In situations that involved conducting research to gather additional information or data, and making assumptions, among other things, which could imply different solutions, the participants had difficulties in solving the problems. [Conclusions] The participants demonstrated their ability to handle and make sense of relevant data for solving mathematical modeling problems. However, when they needed to conduct research to gather additional information or data, they were unable to identify which data should be included in the problem-solving process. Their ability to search for information, connect a mathematical model with another problem situation or a known model, or validate the solution obtained for a problem, was limited. The results obtained could indicate that it is necessary to emphasize these types of activities in the teacher training programs, for their use as a teaching strategy in their professional practice.

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References

Acebo-Gutiérrez, C. J., Rodríguez-Gallegos, R. (2021). Diseño y validación de rúbrica para la evaluación de modelación matemática en alumnos de secundaria. Revista Científica, 40(1), 13-29. https://doi.org/10.14483/23448350.16068

Aymerich, A. y Albarracín, L. (2016). Complejidad en el proceso de modelización de una tarea estadística. Modelling in Science Education and Learning, 9(2), 6-23. https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/69660/4121-15761-1-PB.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Bernal, C. (2010). Metodología de la investigación (tercera edición). Pearson Educación.

Blomhøj, M. (2008). Modelización Matemática - Una Teoría para la Práctica. Revista De Educación Matemática, 23(2). https://revistas.unc.edu.ar/index.php/REM/article/view/10419

Blum, W. (2015). Quality teaching of mathematical modelling: What do we know, what can we do? En S. J. Cho (ed.), The Proceedings of the 12th International Congress on Mathematical Education: Intellectual and attitudinal challenges (pp. 73-96). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-12688-3_9

Borromeo, R. (2006). Theoretical and empirical differentiations of phases in the modelling process. ZDM, 38(2), 86-95. https://doi.org/10.1007/BF02655883

Borromeo, R. (2018). Learning how to teach mathematical modeling in school and teacher education. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-68072-9

Cisterna, F. (2005). Categorización y triangulación como procesos de validación del conocimiento en investigación cualitativa. Theoria, 14(1), 61-71. https://www.redalyc.org/pdf/299/29900107.pdf

Greefrath, G. (2020). Competencia en modelización matemática. Selección de desarrollos actuales de investigación. Avances de Investigación en Educación Matemática, (17), 38-51. https://doi.org/10.35763/aiem.v0i17.303

Guerrero, F. (2016). Errores matemáticos en la resolución de problemas de modelización matemática. Caso: Estudiantes del primer año de educación media. Revista Ciencias de la Educación, 26, 47, 93-1136. http://servicio.bc.uc.edu.ve/educacion/revista/47/art06.pdf

Hapizah, Y. y Mulyono, B. (2020). Mathematical modelling skills of prospective mathematics teachers in problem-solving. Journal of Physics: Conf. Series 1480, 1-6. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1480/1/012003

Hein, N. y Biembengut, M. (2006). Modelaje matemático como método de investigación en clases de matemáticas. Memorias del V Festival Internacional de Matemática, 1-25. https://d9.cientec.or.cr/matematica/pdf/P-2-Hein.pdf

Jacobs, G. J. y Durandt, R. (2017). Attitudes of pre-service mathematics teachers towards modelling: a South African inquiry. Eurasia Journal of Mathematics Science and Technology Education, 13(1), 61-84. https://doi.org/10.12973/eurasia.2017.00604a

Kaiser, G. y Brand, S. (2015). Modelling Competencies: Past Development and Further Perspectives. En G. Stillman, W. Blum, y M. Biembengud (eds.), International Perspectives on the Teaching and Learning of Mathematical Modelling (pp. 129-150). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-18272-8_10

Kurniadi, E., Darmawijoyo W. y Pratiwi, D. (2020). Developing a learning design of mathematical modelling courses on understanding basic concept of mathematical modelling. Journal of Physics: Conf. Series 1480, 1-8. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1480/1/012033

MaaB, K. (2006). What are modelling competencies? ZDM, 38(2), 113-142. https://doi.org/10.1007/BF02655885

Mata, P. y Gallart, C. (2020). Formación del profesorado en modelización: primeros pasos de una profesora novel. Modelling in Science Education and Learning, 13(2), 43-56. https://doi.org/10.4995/msel.2020.13945

Ministerio de Educación Pública. (2012). Programa de Estudio de Matemática I y II Ciclo de la Educación Primaria, III Ciclo de Educación General Básica y Educación Diversificada. San José, Costa Rica. https://www.mep.go.cr/sites/default/files/media/matematica.pdf

Mora, A. y Ortiz, J. (2012). Formación de profesores de matemáticas y la modelización en ambientes tecnológicos. Revista ciencia de la educación, 22(39), 183-206. http://servicio.bc.uc.edu.ve/educacion/revista/n39/art09.pdf

Mora-Zuluaga, A. y Ortiz-Buitrago, J. (2015). Capacidades didácticas en el diseño de tareas con modelación matemática en la formación inicial de profesores. Perspectiva Educacional, Formación de Profesores, 54(1), 110-130. https://www.redalyc.org/pdf/3333/333333042008.pdf

Niss, M., Blum, M. y Galbraith, P. (2007). Introduction. En Modelling and Applications in Mathematics Education. Springer. https://bibliotecadigital.mineduc.cl/handle/20.500.12365/17710

Ñaupas, H., Mejía, E., Novoa, E. y Villagómez, A. (2014). Metodología de la investigación cuantitativa-cualitativa y redacción de la tesis (4.a ed.). Ediciones de la U. https://edicionesdelau.com/producto/metodologia-de-la-investigacion-cuantitativa-cualitativa-y-redaccion-de-la-tesis-5a-edicion/

Ortiz, J., Rico, L. y Castro, M. (2010). Realidad y perspectiva didáctica de futuros profesores de matemáticas a partir de una situación problema. Zona próxima, (13), 80-91. https://www.redalyc.org/pdf/853/85317326006.pdf

Pertamawati, L. y Retnowati, E. (2019). Model-Eliciting Activities: Engaging students to make sense of the world. Journal of Physics: Conf. Series 1200, 2-9. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1200/1/012003

Plaza, L. F. (2016). Obstáculos presentes en modelación matemática. Caso ecuaciones diferenciales en la formación de ingenieros. Revista Científica, 25(2), 176-187. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=504373194003

Programa Estado de la Nación. (2019). Resumen del Séptimo Estado de la Educación. PEN. https://estadonacion.or.cr/wp-content/uploads/2019/08/Estado-Educacio%CC%81n-RESUMEN-2019-WEB.pdf

Ramos-Rodríguez, E., Flores, P. y Ponte, J. P. (2014). Análisis didáctico para estudiar la reflexión de profesores sobre modelización en álgebra. En J. L. González, J. A. Fernández-Plaza, E. Castro-Rodríguez, M. T. Sánchez-Compaña, C. Fernández, J. L. Lupiáñez y L. Puig (eds.), Investigaciones en Pensamiento Numérico y Algebraico e Historia de las Matemáticas y Educación Matemática (pp. 135-143). Departamento de Didáctica de las Matemáticas, de las Ciencias Sociales y de las Ciencias Experimentales y SEIEM. https://core.ac.uk/download/pdf/33251965.pdf

Ríos, S. (1995). Modelización. Alianza Editorial.

Rodríguez, J. (2003). Paradigmas, enfoques y métodos en la investigación educativa. Investigación Educativa, 7(12), 23-40 https://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/educa/article/view/8177

Salett, M. y Hein, N. (2004). Modelación matemática y los desafíos para enseñar matemática. Educación Matemática, 16(2), 105-125. https://www.redalyc.org/pdf/405/40516206.pdf

Sánchez, M., Fernández, M. y Díaz, J. (2021). Técnicas e instrumentos de recolección de información: análisis y procesamiento realizado por el investigador cualitativo. Uisrael, 8(1), 1-16. https://doi.org/10.35290/rcui.v8n1.2021.400

Stewart, J. (1999). Cálculo. Conceptos y contextos. International. Thomson Editores.

Swetz, F. y Hartzler, J. (1991). Mathematical modeling in the secondary school curriculum. A resoursce guide of classroom exercises. NCTM.

Universidad Nacional. (2017). Plan de estudios de la Carrera Bachillerato y Licenciatura en la Enseñanza de la Matemática. Heredia, Costa Rica. https://www.matematica.una.ac.cr/index.php/plan-blem-2017-cc

Villa-Ochoa, J. (2007). La Modelación como Proceso en el Aula de Matemáticas: Un Marco de Referencia y un Ejemplo. TecnoLógicas, (19), 63-85. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=344234312004

Zaldívar, J., Quiroz, S. y Medina, G. (2017). La modelación matemática en los procesos de formación inicial y continua de docentes. IE Revista de Investigación Educativa de la Rediech, 8(15), 87-110. http://www.scielo.org.mx/pdf/ierediech/v8n15/2448-8550-ierediech-8-15-87.pdf

Published

2025-11-30

Issue

Section

Original scientific papers (evaluated by academic peers)

How to Cite

Barquero-Ocampo, A., Chaves-Montero, D., Chavarría-Vásquez, J., & Gamboa Araya, R. (2025). Mathematical Modelling Competencies of Prospective School Teachers in Mathematics Education: An Analysis Based on the Approach to Problem-Solving Situations. Uniciencia, 39(1), 1-25. https://doi.org/10.15359/ru.39-1.29

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