Esta historia es una adaptación de un artículo que apareció originalmente en EdSource el 25 de enero de 2023, por Ji Y. Son, profesor de psicología de la California State University en Los Ángeles y James W. Stigler, distinguido profesor de psicología de la UCLA).

Elegir los cursos de matemáticas adecuados en la secundaria es una cuestión con la que las familias han luchado durante mucho tiempo. Eso es aún más cierto en los últimos años, ahora que una sólida formación en matemáticas se considera un requisito previo para las carreras mejor pagadas en los campos de la ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM, por sus siglas en inglés).

La secuencia tradicional es álgebra I y II, geometría, trigonometría y cálculo. Pero los índices de fracaso escolar en álgebra son extremadamente altos en Estados Unidos. Por ello, algunas escuelas han empezado a ofrecer una vía alternativa a través de los cursos de matemáticas que incluye el aprendizaje de estadística y ciencia de datos.

Sin embargo, creemos que los estudiantes no deberían verse obligados a elegir entre la vía de la ciencia de datos, que puede parecer más atractiva, relevante y/o moderna, y la vía tradicional a través del cálculo, que ofrece a los estudiantes la oportunidad de estudiar las matemáticas que necesitarán si desean seguir carreras relacionadas con las STEM. ¿Por qué? A todos los estudiantes les vendría bien aprender estadística, ciencia de datos y programación. Pero si piensan trabajar en la ciencia de datos, o en casi cualquier campo relacionado con las STEM, necesitarán un profundo conocimiento de álgebra.

Un sólido plan de estudios de matemáticas de secundaria debería abarcar tanto álgebra como ciencia de datos. Creemos que muchos estudiantes estarían mejor, aprenderían más y tendrían un mayor interés por las matemáticas si así fuera.

El álgebra y la ciencia de datos tienen cada una su punto fuerte

Aunque algunos estudiantes prosperan en el camino hacia el cálculo, la mayoría no lo hace. Álgebra I es la asignatura que más se reprueba en las secundarias estadounidenses. El 33 por ciento de los estudiantes de California, por ejemplo, cursaron Álgebra I al menos dos veces durante sus estudios secundarios. Los estudiantes de color y de familias con bajos ingresos están sobrerrepresentados en este grupo.

Algunos sostienen que el álgebra, como parte del camino hacia el cálculo, es menos relevante en el mundo actual y que los estudiantes estarían mejor servidos si tomaran menos cursos de álgebra y más de campos como la estadística y la ciencia de datos. La Universidad de California, por ejemplo, ha dictaminado que se pueden tomar cursos de estadística y ciencia de datos en lugar de Álgebra 2 para cumplir sus requisitos de admisión.

Otros se oponen a este enfoque argumentando que la participación de alto nivel en las carreras STEM requerirá en última instancia de cálculo, y que alejar a los estudiantes del Álgebra 2 y llevarlos a la ciencia de datos les alejará de estas oportunidades profesionales, ¡incluyendo puestos de trabajo en la ciencia de datos!

Además, a muchos les preocupa que los estudiantes procedentes de entornos desfavorecidos, que corren un mayor riesgo de fracasar en Álgebra I, sean los que tengan más probabilidades de seguir estos itinerarios matemáticos alternativos y, por tanto, los que más probabilidades tengan de quedar excluidos de las carreras STEM.

El álgebra sin sentido puede aburrir a los estudiantes

Las discusiones sobre qué contenidos deben incluirse en las matemáticas de secundaria no tienen en cuenta el problema: aún no hemos descubierto cómo enseñar bien los conceptos del álgebra a la mayoría de los estudiantes.

Muchos estudiantes que aprueban Álgebra 1 no dominan los contenidos con la profundidad suficiente para prepararse para Álgebra 2, y mucho menos para los cursos STEM de nivel superior. Y muchos estudiantes a los que les va bastante bien en álgebra la encuentran aburrida y poco relevante para sus propias vidas.

No se puede culpar a los estudiantes por su falta de interés en aprender los “pasos” necesarios para resolver X o acrónimos tontos como FOIL (una regla mnemotécnica para ayudar a los estudiantes a recordar cómo factorizar polinomios). Esta visión de lo que es el álgebra no puede mantener la motivación de la mayoría de los estudiantes para seguir carreras relacionadas con las STEM.

Álgebra + ciencia de datos = relevante e interesante

La ciencia de datos no es una alternativa al álgebra. De hecho, puede ser la clave para saber cómo enseñar bien el álgebra.

En nuestra opinión, el álgebra de secundaria necesita desesperadamente la ciencia de datos, un término que engloba el razonamiento cuantitativo y las ideas matemáticas que se aplican al trabajo con datos recopilados en el mundo real. La ciencia de datos tiene el potencial de hacer que el álgebra sea relevante e interesante para los estudiantes que quieren entender y mejorar el mundo. La ciencia de datos puede ser la mejor respuesta que tenemos a la pregunta más frecuente de los estudiantes de álgebra de secundaria: ¿Cómo voy a utilizar esto?

Pero al igual que el álgebra necesita la ciencia de datos, la ciencia de datos necesita al álgebra. Las funciones básicas que se enseñan en álgebra en la secundaria (por ejemplo, lineales, polinómicas, etc.) sirven para modelizar patrones en los datos. Hemos buscado esta posibilidad desarrollando un plan de estudios de estadística y ciencia de datos para la secundaria y los primeros años de universidad que hace hincapié en los conceptos fundamentales tanto para el álgebra como para la ciencia de datos: funciones y modelización.

Nuestros estudiantes no aprenden las funciones como abstracciones matemáticas, sino que las utilizan como modelos imperfectos para comprender y predecir las variaciones del mundo. Y aprenden que incluso los modelos imperfectos son mejores que ningún modelo. Al fin y al cabo, los datos reales son más confusos que la teoría abstracta.

Afortunadamente, también vemos que, después de aprender a construir modelos sencillos, los estudiantes suelen preguntar cómo hacer modelos de patrones más complejos con los datos. Los maestros están encantados de que los estudiantes quieran aprender sobre funciones exponenciales, logarítmicas y polinómicas, a las que muchos estudiantes estaban expuestos sin darse cuenta de su valor. Los estudiantes tendrán ganas de aprender álgebra.

Imagina un mundo en el que los estudiantes sientan la necesidad de las funciones algebraicas en lugar de sentirse obligados a aprenderlas por los llamados “matemáticos”. Imagina una generación de estudiantes que piensen que una función exponencial podría serles útil de aprender. Si el álgebra puede adoptar la ciencia de datos y la ciencia de datos puede hacer lo mismo con el álgebra, todos podemos esperar un mundo en el que los estudiantes se sientan insatisfechos con sus conocimientos actuales y quieran aprender más matemáticas.