Proposal for an expanded reference epistemological model for mathematics teaching

Authors

DOI:

https://doi.org/10.23925/1983-3156.2025v27i1p004-033

Keywords:

Expanded didactic triangle, Archeschool, Archedidactic transposition, Fundamental theorem of calculus

Abstract

This theoretical-methodological article aims to propose an expanded epistemological reference model for teaching mathematical concepts, based on the anthropological theory of didactic, more specifically, on the following theoretical constructs: expanded didactic triangle, archeschool, archedidactic transposition, vanishing point of personal and institutional relationships. The expanded epistemological reference model takes into account the fact that knowledge derives from praxeologies of various cultures, from various know-how in various institutions, and serves as a reference for the study of mathematical knowledge from the perspective of expanded didactic triangle, so that discussions can take place regarding the expansion of mathematical praxeologies and didactic praxeologies to establish a culture in those who teach and in those who learn in teacher training courses. As an example, a model of a expanded epistemological reference model related to differential and integral calculus is presented and the constructed model was applied to the fundamental theorem of calculus, proposing suggestions for possible mathematical praxeologies and didactic praxeologies, aligned with the vanishing point of calculus, to the study of problems that involve patterns of movement and change. We infer that the concept of vanishing point highlights the importance of the narrowing of different personal and institutional relationships with mathematical knowledge. This narrowing of relationships allows for increased discussions that make institutions spaces for debate, taking as a reference the epistemological reference model. In this perspective, the expanded epistemological reference model expands the spaces for these discussions, based on the expanded didactic triangle, which has as its principle the paradigm of questioning the world in educational institutions, which occurs through personal and institutional relationships with the object of knowledge.

Author Biographies

Teodora Pinheiro Figueroa, Universidade Tecnológica Federal de Paraná

Doutora em Engenharia mecanica

Saddo Ag Almouloud, PUC-SP

Doutorado em Mathematiques et Applications - Université de Rennes 1 em 1992 - frança. Assistente doutor - pontifícia universidade católica de São Paulo, e assistente doutor da fundação Santo André. Consultor ad hoc da fundação de amparo a pesquisa do estado de são Paulo, da capes, bolsista pesquisador de CNPQ, foi coordenador do programa de estudos pós-graduados em educação matemática da PUC-SP de 2007 à 2009 e de 01/08/2013 a 31/07/2017. Atualmente é vice coordenador do referido programa. Foi coordenador do curso de especialização em educação matemática da PUC-SP de 2006 a 2017. Publicou mais de 50 artigos em periódicos especializados e mais de 83 trabalhos em anais de eventos. Possui 5 capítulos de livros e 12 livros publicados. Possui 1 software e mais de 62 itens de produção técnica. Participou de vários eventos no exterior e mais de 112 no brasil. Orientou mais 77 dissertações de mestrado e teses de doutorado na área de educação matemática entre 1996 e 2016. Participou de mais de 200 bancas de defesa de dissertações e doutorados. Coordenou mais de 5 projetos de pesquisa. Atualmente coordena 2 projetos de pesquisa. Atua na área de educação, com ênfase em educação matemática. É avaliador do prêmio victor civita desde 2013. Em suas atividades profissionais interagiu com mais 70 colaboradores em coautorias de trabalhos científicos. Em seu currículo lattes os termos mais frequentes na contextualização da produção científica, tecnológica e artístico-cultural são: ensino-aprendizagem, geometria, educação matemática, matemática, demonstração, ensino básico, formação de professores, geometria dinâmica, TIC.

References

Almouloud S.A. (2022). Fundamentos da Didática da Matemática. 2ª edição revisada e ampliada. Curitiba: Editora da UFPR, 344 p.

Almouloud S.A. (2022). Estudo de praxeologias de estatística e de organizações didáticas em estatísticas na formação de professores. In: Almouloud SA., Santos MAD, Freitas RL. (Org.) - Práticas de ensino e processos de aprendizagem de matemática, estatística e ciências. Editora CRV, p.17-50. Disponivel em: https://www.editoracrv.com.br/produtos/detalhes/37509-praticas-de-ensino-e-processos-de-aprendizagem-de-matematica-estatistica-e-ciencias

Almouloud S.A.; Figueroa T.P. (2021). Metassíntese de pesquisas sobre o papel da linguagem em didática da matemática. In: Rauen FJ, Cardoso MC., Filho BMA. et al. – Linguagem e Ensino de Ciências e Matemática: Perspectivas de interfaces, – Formiga (MG): Editora Real Conhecer, 293p. Disponível em: https://editora.realconhecer.com.br/2021/10/linguagem-e-ensino-de-ciencias-e.html

Artaud M; Bourgade J.P. (2022). Transpositive Phenomena of Didactics. in Teacher Training. In: Chevallard Y, Barquero B, Bosch M, Florensa I, Gascón J, Nicolás P, Advances in the Anthropological Theory of the Didactic, Birkhäuser, pp. 139-146.

Boyer CB. (1949). The history of the Calculus and its conception development. Dover Publications.

Brasil (2018). Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: Educação é a base. Educação Básica. Brasília: MEC, 2018

Brousseau G. (1972). Processus de mathématisation. La Mathématique à l’Ecole Élémentaire. Paris: APMEP.

Brousseau G. (1986). Fondements et méthodoes de la didactique des mathématiques. Recherches en Didactique des Mathématiques. Grenoble : La Pensée Sauvage Editions, v.72, p.33-115.

Brousseau G. (1990). Le contrat didactique : le milieu. Recherches en Didactique des Mathématiques. Grenoble : La Pensée Sauvage Editons, p.309-336, v. 9.3.

Chevallard Y. (1992). Concepts fondamentaux de la didactique : perspectives apportées par une approche anthropologique. Recherches en Didactique des Mathématiques 12/1, La Pensée Sauvage.

Chevallard Y. (2009). La notion d’ingénierie didactique, un concept à refonder. Questionnement et éléments de réponse à partir de la TAD. Cours donné à la 15e école d’été de didactique des mathématiques (Clermont-Ferrand, 16-23).

Chevallard Y. (2019). Introducing the Anthropological Theory of the Didactic: an attempt at a principled approach. Hiroshima Journal of Mathematics Education 12: 71-114.

Chevallard Y, Bosch M. (2020). Didactic transposition in mathematics education. In S. Lerman (Ed.), Encyclopedia of mathematics education (pp. 214–218). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-15789-0_48

Costin C.; Pontual T. (2020). Curriculum Reform in Brazil to Develop Skills for the Twenty-First Century. In: F. M. Reimers (ed.), Audacious Education Purposes.

Devlin K. (2002). Matemática: a ciência dos padrões. Porto Editora ltda.

Florensa, I., Bosch, M., Gascón J. (2015). The epistemological dimension in didactics: Two problematic issues. In: CERME 9 - Ninth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education, Praha, p. 2635–2641.

Florensa I; Bosch M; Gascón J. (2020). Reference epistemological model: what form and function in school institutions, Educação Matemática Pesquisa, São Paulo, v. 22, n. 4. pp 240-249.

Gascón J. (2024). Questões problemáticas relativas aos paradigmas didáticos, Extended Abstracts 2022 -7ª Conferência Internacional sobre a Teoria Antropológica do Didático (CITAD 7). Springer.

Groetsch C.W. (1999). Inverse Problems: activities for undergraduates, The Mathematical Association of America.

Ibrahim I.; Khalil I.A, Prahmana, R.C.I. (2024). Mathematics learning orientation: Mathematical creative thinking ability or creative disposition? Journal on Mathematics Education, vol. 15, n. 1, pp. 253-27. In: https://jme.ejournal.unsri.ac.id/index.php/jme/article/view/521

Jolandek E.G, Pereira A.L; Mendes L.O.R. (2021). Desafios e impactos da implementação da Base Nacional Comum Curricular: o que dizem professores de matemática. Revista Eletrônica Científica Ensino Interdisciplinar, Mossoró, v. 7, n. 21. In: https://periodicos.apps.uern.br/index.php/RECEI/article/view/3129

Leithold L. (1982). O Cálculo com Geometria Analítica, vol1. Editora Harper & Row do Brasil ltda.

Nurcahyono N.A; Suryadi D; Prabawanto S. (2019). Analysis of Students’ Mathematical Imagination Ability in Solving Problems, IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1179.

Radice L.L. (1981). O Infinito: De Pitagóras a Cantor itinerários filosóficos e matemáticos de um conceito de base. Lisboa: Editorial Notícias-Biblioteca de Conhecimentos Básicos.

Roque T. (2012). História da Matemática – Uma visão crítica, desfazendo mitos e lendas Rio de Janeiro: Jorge Zahar.

Simmons G.F. (1987). Cálculo com Geometria Analítica. vol1.São Paulo:Pearson Makron Books.

Strogatz, S. (2022). O poder do infinito: como o cálculo revela os segredos do universo. Tradução Paulo Afonso, 1 ed. Rio de Janeiro, Editora Sextante.

Strømskag, H.; Chevallard, Y. (2024). Didactic transposition and the knowledge to be taught: Towards an archeorganisation for concave/convex functions, International Journal of Mathematical Education. In: Science & Technology.

Tan S.T. (2004). Applied Mathematics for the managerial, life and social sciences, third edition, Thomson.

Taub D. (2022). Programming tasks as an instrument for helping students make meaning of methods for solving quadratic equations. Twelfth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME12), Bozen-Bolzano, Italy.

Thomas G. (2005). Cálculo, vol1, São Paulo: Addison Wesley.

Almouloud S.A. (2022). Fundamentos da Didática da Matemática. 2ª edição revisada e ampliada. Curitiba: Editora da UFPR, 344 p.

Almouloud S.A. (2022). Estudo de praxeologias de estatística e de organizações didáticas em estatísticas na formação de professores. In: Almouloud SA., Santos MAD, Freitas RL. (Org.) - Práticas de ensino e processos de aprendizagem de matemática, estatística e ciências. Editora CRV, p.17-50. Disponivel em: https://www.editoracrv.com.br/produtos/detalhes/37509-praticas-de-ensino-e-processos-de-aprendizagem-de-matematica-estatistica-e-ciencias

Almouloud S.A.; Figueroa T.P. (2021). Metassíntese de pesquisas sobre o papel da linguagem em didática da matemática. In: Rauen FJ, Cardoso MC., Filho BMA. et al. – Linguagem e Ensino de Ciências e Matemática: Perspectivas de interfaces, – Formiga (MG): Editora Real Conhecer, 293p. Disponível em: https://editora.realconhecer.com.br/2021/10/linguagem-e-ensino-de-ciencias-e.html

Artaud M; Bourgade J.P. (2022). Transpositive Phenomena of Didactics. in Teacher Training. In: Chevallard Y, Barquero B, Bosch M, Florensa I, Gascón J, Nicolás P, Advances in the Anthropological Theory of the Didactic, Birkhäuser, pp. 139-146.

Boyer CB. (1949). The history of the Calculus and its conception development. Dover Publications.

Brasil (2018). Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: Educação é a base. Educação Básica. Brasília: MEC, 2018

Brousseau G. (1972). Processus de mathématisation. La Mathématique à l’Ecole Élémentaire. Paris: APMEP.

Brousseau G. (1986). Fondements et méthodoes de la didactique des mathématiques. Recherches en Didactique des Mathématiques. Grenoble : La Pensée Sauvage Editions, v.72, p.33-115.

Brousseau G. (1990). Le contrat didactique : le milieu. Recherches en Didactique des Mathématiques. Grenoble : La Pensée Sauvage Editons, p.309-336, v. 9.3.

Chevallard Y. (1992). Concepts fondamentaux de la didactique : perspectives apportées par une approche anthropologique. Recherches en Didactique des Mathématiques 12/1, La Pensée Sauvage.

Chevallard Y. (2009). La notion d’ingénierie didactique, un concept à refonder. Questionnement et éléments de réponse à partir de la TAD. Cours donné à la 15e école d’été de didactique des mathématiques (Clermont-Ferrand, 16-23).

Chevallard Y. (2019). Introducing the Anthropological Theory of the Didactic: an attempt at a principled approach. Hiroshima Journal of Mathematics Education 12: 71-114.

Chevallard Y, Bosch M. (2020). Didactic transposition in mathematics education. In S. Lerman (Ed.), Encyclopedia of mathematics education (pp. 214–218). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-15789-0_48

Costin C.; Pontual T. (2020). Curriculum Reform in Brazil to Develop Skills for the Twenty-First Century. In: F. M. Reimers (ed.), Audacious Education Purposes.

Devlin K. (2002). Matemática: a ciência dos padrões. Porto Editora ltda.

Florensa, I., Bosch, M., Gascón J. (2015). The epistemological dimension in didactics: Two problematic issues. In: CERME 9 - Ninth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education, Praha, p. 2635–2641.

Florensa I; Bosch M; Gascón J. (2020). Reference epistemological model: what form and function in school institutions, Educação Matemática Pesquisa, São Paulo, v. 22, n. 4. pp 240-249.

Gascón J. (2024). Questões problemáticas relativas aos paradigmas didáticos, Extended Abstracts 2022 -7ª Conferência Internacional sobre a Teoria Antropológica do Didático (CITAD 7). Springer.

Groetsch C.W. (1999). Inverse Problems: activities for undergraduates, The Mathematical Association of America.

Ibrahim I.; Khalil I.A, Prahmana, R.C.I. (2024). Mathematics learning orientation: Mathematical creative thinking ability or creative disposition? Journal on Mathematics Education, vol. 15, n. 1, pp. 253-27. In: https://jme.ejournal.unsri.ac.id/index.php/jme/article/view/521

Jolandek E.G, Pereira A.L; Mendes L.O.R. (2021). Desafios e impactos da implementação da Base Nacional Comum Curricular: o que dizem professores de matemática. Revista Eletrônica Científica Ensino Interdisciplinar, Mossoró, v. 7, n. 21. In: https://periodicos.apps.uern.br/index.php/RECEI/article/view/3129

Leithold L. (1982). O Cálculo com Geometria Analítica, vol1. Editora Harper & Row do Brasil ltda.

Nurcahyono N.A; Suryadi D; Prabawanto S. (2019). Analysis of Students’ Mathematical Imagination Ability in Solving Problems, IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1179.

Radice L.L. (1981). O Infinito: De Pitagóras a Cantor itinerários filosóficos e matemáticos de um conceito de base. Lisboa: Editorial Notícias-Biblioteca de Conhecimentos Básicos.

Roque T. (2012). História da Matemática – Uma visão crítica, desfazendo mitos e lendas Rio de Janeiro: Jorge Zahar.

Simmons G.F. (1987). Cálculo com Geometria Analítica. vol1.São Paulo:Pearson Makron Books.

Strogatz, S. (2022). O poder do infinito: como o cálculo revela os segredos do universo. Tradução Paulo Afonso, 1 ed. Rio de Janeiro, Editora Sextante.

Strømskag, H.; Chevallard, Y. (2024). Didactic transposition and the knowledge to be taught: Towards an archeorganisation for concave/convex functions, International Journal of Mathematical Education. In: Science & Technology.

Tan S.T. (2004). Applied Mathematics for the managerial, life and social sciences, third edition, Thomson.

Taub D. (2022). Programming tasks as an instrument for helping students make meaning of methods for solving quadratic equations. Twelfth Congress of the European Society for Research in Mathematics Education (CERME12), Bozen-Bolzano, Italy.

Thomas G. (2005). Cálculo, vol1, São Paulo: Addison Wesley.

Published

2025-04-30

How to Cite

Figueroa, T. P., & Almouloud, S. A. (2025). Proposal for an expanded reference epistemological model for mathematics teaching. Educação Matemática Pesquisa, 27(1), 004–033. https://doi.org/10.23925/1983-3156.2025v27i1p004-033