Analysis of the specialized knowledge of prospective mathematics teachers in the didactic foundation of an algebra lesson design

Authors

  • Gabriel Meza-Pereira Universidad Católica Silva Henríquez, Santiago, Chile
  • Denisse Avilés-Henn Universidad Católica Silva Henríquez, Santiago, Chile
  • Mauricio Moya-Márquez Universidad Central, Santiago, Chile

DOI:

https://doi.org/10.55560/arete.2025.22.11.6

Keywords:

Secondary school teacher training, master class, algebra, specialized knowledge of the teacher

Abstract

The purpose of this study is to analyze the performance of prospective mathematics teachers regarding the design and implementation of algebra classes, through the Mathematics Teacher's Specialized Knowledge Model (MTSK). The approach adopted is qualitative under a multiple case study design, where the participating subjects presented innovative class proposals in a "master class" format, evaluated through a rubric validated by experts. Among the main results obtained, strengths are evidenced in the KoT (Knowledge of Topics) and in the KPM (Knowledge of Mathematical Practice) subdomain, highlighting the correct application of axioms and theorems, as well as to some extent an adequate use of semiotic representations. However, weaknesses were identified in the subdomain KSM (Knowledge of Mathematical Structure), KMT (Knowledge of Mathematics Teaching), KFLM (Knowledge of the Characteristics of Mathematics Learning) and KMLS (Knowledge of Mathematics Learning Standards), specifically in the connection between contents, the use of counterexamples and the relevance and/or contextualization of curricular objectives. Therefore, it is concluded that it is necessary to strengthen these areas in teacher training to achieve a more effective teaching of algebra.

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Author Biographies

Gabriel Meza-Pereira, Universidad Católica Silva Henríquez, Santiago, Chile

Dr(C) en Investigación en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias Experimentales, Sociales, Matemáticas de la Universidad de Huelva y Máster en Investigación en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias Experimentales, Sociales, Matemáticas de la misma. Profesor de Estado en Matemáticas y Computación y Magíster en Educación Matemática de la USACH. Ejerce docencia actualmente en la Universidad Católica Silva Henríquez y la Universidad de Santiago de Chile para los programas de Pedagogía en Matemáticas principalmente en las áreas de Didáctica y Geometría.

Denisse Avilés-Henn, Universidad Católica Silva Henríquez, Santiago, Chile

Doctora(C) en Didáctica de la Matemática de la UCM. Magister en Didáctica de la Matemática de la UCM. Profesora en Matemática y Estadística Educacional de la UMCE. Licenciada en Educación de la UMCE. Actualmente ejerce docencia en la Universidad Católica Silva Henríquez. Publicaciones en revistas académicas: Sesgos y heurísticas en la toma de decisiones de estudiantes universitarios en carreras administrativas y contables; Función lineal y afín en libros de texto de secundaria: una revisión sistemática; Sesgos y heurísticas probabilísticos de futuros profesores de matemática: una revisión sistemática; Lectura de tablas estadísticas por estudiantes de Educación Primaria en Chile.

Mauricio Moya-Márquez, Universidad Central, Santiago, Chile

Máster en Entornos Virtuales para la Enseñanza y el Aprendizaje, U. Barcelona. Magíster en Educación mención Didáctica e Innovación Pedagógica, UAHC. Profesor de Estado en Matemática y Computación, USACH.  Actualmente ejerce docencia en la Universidad Central de Chile.  Publicaciones: El acompañamiento Pedagógico en la práctica profesional presencial o virtual; Labor colaborativa entre la educación diferencial, la educación general básica y la educación matemática; Competencias digitales de profesores de matemática e Informática educativa e integración de las TIC en el aula; Percepciones de estudiantes de Pedagogía en Matemática acerca de sus competencias TIC: un estudio de caso.

References

Advíncula-Clemente, E., Beteta-Salas, M., León-Ríos, J., Torres-Céspedes, I., & Montes, M. (2022). Conocimiento especializado del profesorado de matemática en formación inicial acerca de los polígonos. Uniciencia, 36(1), 1–17. https://doi.org/10.15359/ru.36-1.7

Aguilar-González, Á., Muñoz-Catalán, C., Carrillo-Yáñez, J., & Rodríguez-Muñiz, L. J. (2018). ¿Cómo establecer relaciones entre conocimiento especializado y concepciones del profesorado de matemáticas? PNA. Revista de Investigación en Didáctica de la Matemática, 13(1), 41-61.

Bustamante Silva, Y., Huerta Molina, F., Reyes Yáñez, N., & Sánchez Acevedo, N. (2023). El conocimiento especializado del profesor de matemáticas sobre los productos notables: un estudio de caso. XVI CIAEM-IACME.

Brousseau, G. (2006). Theory of didactical situations in mathematics: Didactique des mathématiques, 1970-1990 (Vol. 19). Springer.

Booth, J. L., Barbieri, C., Eyer, F., & Paré-Blagoev, E. J. (2014). Persistent and pernicious errors in algebraic problem solving. The Journal of Problem Solving, 7, 10-23.

Cano, E. (2015). Las rúbricas como instrumento de evaluación de competencias en educación superior: ¿Uso o abuso? Profesorado, 19(2), 265-280.

Catalán, M. C., Ramírez García, M., Joglar-Prieto, N., & Carrillo, J. (2021). Early childhood teachers’ specialised knowledge to promote algebraic thinking as from a task of additive decomposition. Journal for the Study of Education and Development, 45(1), 1–44. https://doi.org/10.1080/02103702.2021.1946640

Carrillo-Yañez, J., Climent, N., Montes, M., Contreras, L. C., Flores-Medrano, E., Escudero-Ávila, D., Vasco, D., Rojas, N., Flores, P., Aguilar-González, Á., Ribeiro, M., & Muñoz-Catalán, M. C. (2018). The mathematics teacher’s specialised knowledge (MTSK) model. Research in Mathematics Education,20(3), 236-253. https://doi.org/10.1080/14794802.2018.1479981

Charalambous, C. Y., Hill, H. C., Chin, M. J., & McGinn, D. (2020). Mathematical content knowledge and knowledge for teaching: Exploring their distinguishability and contribution to student learning. Journal of Mathematics Teacher Education, 23(6), 579-613.

Climent, N., Espinoza-Vásquez, G., Carrillo, J., Henríquez-Rivas, C., & Ponce, R. (2021). Una lección sobre el teorema de Thales, vista desde el conocimiento especializado del profesor. Educacion Matematica, 33(1), 98–124. https://doi.org/10.24844/em3301.04

Creswell, J. W., & Creswell, J. D. (2018). Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches (5.ª ed.). SAGE Publications.

Díaz, H. (2015). Formación docente en el Perú: Realidades y tendencias. Departamento de Marketing de Santillana.

Ferretti, F. (2020). Mathematics teacher’s specialised knowledge of prospective primary teachers: An explorative study. PNA 14(3), 226-240.

Fuentes Leal, C. C. (2020). Uso del Modelo MTSK para la caracterización del conocimiento especializado del profesor de matemáticas en secundaria: El caso de la proporcionalidad. Revista Iberoamericana de Educación Matemática, 59, 33-63. https://mail.revistaunion.org/index.php/UNION/article/view/73/44

Hattie, J. (2008). Visible learning: A synthesis of over 800 meta-analyses relating to achievement. Routledge.

Heid, M. K., & Blume, G. W. (2008). Algebra and function development. Research on technology and the teaching and learning of mathematics, 1, 55-108.

Kieran, C. (2006). Research on the learning and teaching of algebra. In A. Gutiérrez & P. Boero (Eds.), Handbook of research on the psychology of mathematics education: Past, present and future (pp. 11–49). Brill. https://doi.org/10.1163/9789087901127_003

Krippendorff, K. (2018). Content analysis: An introduction to its methodology. Sage.

Kilpatrick, J., Swafford, J., & Findell, B. (Eds.). (2001). Adding it up: Helping children learn mathematics. National Academy Press.

Kline, M. (1972). Mathematical thought from ancient to modern times. Oxford University Press.

Llinares, S., & Valls, J. (2009). The building of pre-service primary teachers’ knowledge of mathematics teaching: Interaction and online video case studies. Instructional Science, 37(3), 247–271.

Loewenberg Ball, D., Thames, M. H., & Phelps, G. (2008). Content knowledge for teaching: What makes it special? Journal of Teacher Education, 59(5), 389-407. https://doi.org/10.1177/0022487108324554

MINEDUC. (2009). Objetivos fundamentales y contenidos mínimos obligatorios de la educación básica y media: Actualización 2009. Santiago, Chile: Autor.

MINEDUC. (2015). Bases curriculares 7° a 2° medio. Decreto supremo 369/2015. Santiago, Chile: Autor. https://www.curriculumnacional.cl/614/articles-37136_bases.pdf

MINEDUC. (2019). Bases curriculares de 3° y 4° medio. Decreto supremo 193/2019. Santiago, Chile: Autor. https://curriculumnacional.mineduc.cl/614/articles-91414_bases.pdf

MINEDUC. (2021). Estándares pedagógicos y disciplinarios para carreras de pedagogía en matemática. Centro de Perfeccionamiento, Experimentación e Investigaciones Pedagógicas (CPEIP). https://estandaresdocentes.mineduc.cl/wp-content/uploads/2021/08/Matematica-Media.pdf

MINEDUC (2023). Informe Resultados Evaluación Nacional Diagnóstica de la Formación Inicial Docente 2022. Centro de Perfeccionamiento, Experimentación e Investigaciones Pedagógicas CPEIP. https://www.cpeip.cl/wp-content/uploads/2024/03/Informe-de-Resultados-Nacionales-2022v4.pdf

Moriel-Junior, J. (2021). Conhecimento especializado de professores de matemática (MTSK) na Web of Science até 2020. Zetetike, 29, e021022. https://doi.org/10.20396/zet.v29i00.8660030

Osorio, A. (2017). Perú: La formación inicial y continua de los profesores de matemáticas. Cuadernos de Investigación y Formación en Educación Matemática, 12(16), 49–82.

Osses Bustingorry, S., Sánchez Tapia, I., & Ibáñez Mansilla, F. M. (2006). Investigación cualitativa en educación: Hacia la generación de teoría a través del proceso analítico. Estudios Pedagógicos, 32(1), 119–133.

Sánchez-Acevedo, N., Segura, C., Contreras, L. C., & Sosa-Guerrero, L. (2024). Specialized knowledge of the mathematics teacher in the use of examples: Study on the nature of the solutions of the quadratic equation. Cadernos De Educação Tecnologia E Sociedade, 17(3), 1171–1183. https://doi.org/10.14571/brajets.v17.n3.1171-1183

Sosa-Guerrero, L., Flores-Medrano, E., & Carrillo Yáñez, J. (2016). Conocimiento de la enseñanza de las matemáticas del profesor cuando ejemplifica y ayuda en clase de álgebra lineal. Educación Matemática, 28(2), 151-170.

Stake, R. (1998). Investigación con estudio de casos. Morata.

Star, J. R., & Rittle-Johnson, B. (2008). Flexibility in problem solving: The case of equation solving. Learning and instruction, 18(6), 565-579. https://doi.org/10.1016/j.learninstruc.2007.09.018

Tarisfeño-Vásquez, S., & Reyes-Bravo, M. (2022). Aproximación al conocimiento especializado de futuros profesores sobre generalización de patrones. En T. F. Blanco, C. Núñez-García, M. C. Cañadas, & J. A. González-Calero (Eds.), Investigación en Educación Matemática XXV (p. 636). SEIEM.

Vasco-Mora, D., & Climent-Rodríguez, N. (2018). El estudio del conocimiento especializado de dos profesores de Álgebra Lineal. PNA. Revista de Investigación en Didáctica de la Matemática, 12(3), 129-146. https://revistaseug.ugr.es/index.php/pna/article/view/pna.v12i3.6454

Vasco-Mora, D., & Climent-Rodríguez, N. (2020). Conocimiento de un profesor de álgebra lineal sobre los errores de los estudiantes y su uso en la enseñanza. Quadrante, 29(1), 98-115. https://revistas.rcaap.pt/index.php/quadrante/article/view/23008

Wilkie, K. J., & Clarke, D. M. (2016). Developing students’ functional thinking in algebra through different visualisations of a growing pattern’s structure. Mathematics Education Research Journal, 28, 223-243.

Yin, R. K. (2018). Case study research and applications: Design and methods (6.ª ed.). SAGE Publications.

Published

2025-09-26

How to Cite

Meza-Pereira, G., Avilés-Henn, D., & Moya-Márquez, M. (2025). Analysis of the specialized knowledge of prospective mathematics teachers in the didactic foundation of an algebra lesson design. Areté, Doctorate in Education Digital Journal, 11(22), 93–109. https://doi.org/10.55560/arete.2025.22.11.6

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