Artículos de las Jornadas de Enseñanza de laIngenieria________________________________________________________________________________________________________________________________procedente del tipo de abstracción propiadel Cálculo.2. Marco teóricoLos objetos del Cálculo se ajustan de formaparticular a la caracterización ontológica delos objetos matemáticos: no existe objetoreal alguno que pueda ser considerado unrepresentante perfecto, y son necesarias almenos dos representaciones diferentes paraacercarse al objeto matemático, no siendosuficiente ninguna colección de aquellaspara agotarlo; cualquiera sea el lenguaje enel que se pretenda comunicar, queda un‘resto’ que no puede ser aprehendido con unsolo formato (Pluvinage, 1998, págs. 1-16;Duval, 1998, pág. 185). Cada una de estasrepresentaciones que remite a un significadose denomina registro semiótico, estosignifica una construcción realizadamediante signos pertenecientes a un sistemade representación en el que se hallandeterminadas o aceptadas sus propiasconexiones entre los significados y sussignificantes. Estos modos de representarlos objetos matemáticos pueden agruparseen tres registros denominados gráfico (porejemplo, una flecha representando unvector), aritmético (una n-upla para elmismo vector), o simbólico (ahora delvector sólo queda su pertenencia a unaestructura de espacio vectorial sin ningunaotra nota adicional).En la literatura se habla también delenguajes en lugar de registros, de modoque, con algunos matices, el lenguajegeométrico se correspondería con el registrográfico, el algebraico con el aritmético y elabstracto con el simbólico tres lenguajesdistinguidos por el tipo de pensamiento quelos anima. Así el pensamiento sintéticogeométrico se corresponde al primero de loslenguajes; por ejemplo la ortogonalidad devectores en R 2 suscita el pensamiento de lascolocaciones de un par de vectoresortogonales. El pensamiento sintéticoanalíticoinforma el segundo lenguaje, demodo que ahora la ortogonalidad en R 2 esconcebida en términos del resultado delproducto escalar canónico. El pensamientoanalítico estructural por último es el queanima el tercer lenguaje; la ortogonalidadahora es pensada en términos de laanulación del producto interno (que es en símisma una función definidaaxiomáticamente) en un espacio hermítico,esto es una estructura algebraicaaxiomáticamente caracterizada (Dorier,2002, págs. 878-889).Para el desarrollo del trabajo, se efectuaráuna reducción de la variedad de registrospor fusión de las categorías aritméticas ysimbólicas en solo una que se llamará, parano introducir nuevos nombres, simbólica.De esta manera, un mathlet, puede ser vistocomo un objeto que permite relaciones deinteracción entre dos registros: gráfico ysimbólico. Estas nociones abstractas suelenestar, por otra parte, separadas físicamenteen los mathlets que responden a deseablesprincipios de diseño, que lentamente vanconvergiendo en una estandarización(Miller & Upton, 2008). Los trabajos de(Butson, 2005; Day & Kalman, 1999;Kalman, 2005) advierten, de lasdimensiones esencialmente diferentes de lasrepresentaciones físicas frente a susabstracciones. El desajuste así reconocidopermite jerarquizar y reservar un lugaresencial a la teoría sustantiva del Cálculo.3. Objetivos y MetodologíaEl trabajo se propone construir evidenciaempírica de que la abstracción propia delCálculo introduce una insuficiencia radicalen el género de los mathlets. El material secompone de dos mathlets desarrollados porel MIT y uno desarrollado por los autores.Sobre los objetos se efectúa un análisis de___________________________________________________________________________________________________________________________Año 2, <strong>Vol</strong>umen 1, <strong>2012</strong> 112
Artículos de las Jornadas de Enseñanza de laIngenieria________________________________________________________________________________________________________________________________contenido enfocado sobre las relacionesentre el registro gráfico y el registrosimbólico, ambos definidos y caracterizadosen el entorno conceptual de apartadoanterior. La evidencia obtenida sobre losobjetos analizados es luego extendida a unobjeto genérico cualquiera construido en elseno del Cálculo.4. ResultadosSe considera en primer lugar el mathlet 1del MIT, concebido para la presentación delproblema de extremar un campo escalar f desujeto a una restricción dada como conjuntode nivel de un campo escalar g (Apostol,1980, págs. 383-387; Kudriávtsev, 1983,págs. 101-115; Lang, 1976, págs. 139-142;Rabuffetti, 1991, págs. 187-192; ReyPastor, Pi Calleja, & Trejo, 1968, págs. 219-225), cuyo panel correspondiente al registrográfico se muestra en la Figura 1.La interactividad del mathlet es elevada,tanto sobre el registro gráfico como sobre elregistro simbólico cuyo panel se muestra enla Figura 2, donde se aprecia la posibilidadde modificar ambos campos escalares comotambién los conjuntos de nivel.Figura 3. Mathlet 1 del MIT (registro gráfico)La realimentación opera de modo inmediatoy la actividad central consiste en hallar unpunto P 0 que satisfaga la restricción en elque f alcance un extremo, para lo que sebusca, moviendo el punto de color rosa enla Figura 1 sobre la restricción dada por lacurva amarilla, que los gradientes de amboscampos se encuentren alineados. Al lograrseeste objetivo, puede leerse en el registrosimbólico el valor extremo alcanzado.Figura 4. Mathlet 1 del MIT (registro simbólico)Las traducciones entre el registro gráfico yel simbólico son instantáneas; ¿pero lo sontambién las que van de lo abstracto a susregistros? Para una respuesta negativa, bastamencionar la incapacidad del mathlet paraefectivamente encontrar una solución, pueshay un modo de decidir, en ninguno de losdos registros, si los vectores que representana los gradientes se hallan alineados. Enefecto, el registro gráfico es claramenteinsuficiente, y en el registro simbólico no semuestran sus componentes.Debe ser claro que esta insuficiencia no sedebe a una realización defectuosa delmathlet, sino que es debido a su naturalezamisma: aunque incluyese un registro de losvectores, estos se hallarían en el espacio Q 2de los pares de racionales, siendo incapazde dar cuenta de lo que suceda en el espacioR 2 , su lugar natural.En el mismo rango puede de dificultadinsalvable se encuentra el problema de la___________________________________________________________________________________________________________________________Año 2, <strong>Vol</strong>umen 1, <strong>2012</strong> 113