viernes, 13 de julio de 2018

Resolución de Problemas. Búsqueda exhaustiva de soluciones posibles. Simulación concreta y abstracta. Construcción y representación de soluciones…

 “Resolución de Problemas. Búsqueda exhaustiva de soluciones posibles. Simulación concreta y abstracta. Construcción y representación de soluciones…”.



 “Resolución de Problemas. Búsqueda exhaustiva de soluciones posibles. Simulación concreta y abstracta. Construcción y representación de soluciones…”. Bajo este título tan largo y abierto he querido agrupar una serie de propuestas de situaciones problemáticas caracterizadas por tener múltiples soluciones (o una solución múltiple) o bien por presentar un espacio de búsqueda de una única solución relativamente complejo,  con diferentes estados posibles de los diferentes elementos que configuran la solución…

Lo que caracteriza a las propuestas que aquí se incluyen es que se facilita la construcción de la solución por simulación, o la estrategia de tanteo sistemático al permitir descubrir  direcciones que van encerrando la respuesta en un rango de posibilidades cada vez más pequeño…Todo ello mediante esquemas, diagramas o representaciones interactivos que permiten la manipulación de elementos y la simulación.

Son numerosas las propuestas de situaciones de este tipo que podemos encontrar en otras aplicaciones ofrecidas por  DidactmaticPrimaria: problemas abiertos sobre relaciones cuantitativas implementados con dinero (“Relaciones numéricas_100”), tanteo sistemático por acotación del error (“Pesa pensando”), problemas sobre relaciones de orden y tablas lógicas (“REPRESENTAR.  Una poderosa estrategia en la resolución de problemas”), generación exhaustiva de figuras asociadas con su valor numérico (“Geofraccionador”, “Geoconstructor”,…), retos topológicos con múltiples soluciones, etc…

Es por ello que aquí recojo, en buena medida, situaciones problemáticas de carácter combinatorio, no tratadas en otras aplicaciones, a modo de interesantes, innovadoras y adecuadas investigaciones para alumnos/as del tercer ciclo de Primaria, que inciden plenamente en contenidos del currículo de Matemáticas:

1.6. Desarrollo de estrategias personales para resolver problemas e investigaciones.
1.7. Utilización de recursos informáticos para la realización de actividades y la comprensión de contenidos matemáticos.
1.13. Utilización de recursos informáticos para la realización de actividades y la comprensión de contenidos matemáticos.
1.11. Confianza en las propias posibilidades y espíritu de superación de los retos y errores asociados al aprendizaje matemático.
1.5. Resolución de situaciones problemáticas abiertas: Investigaciones matemáticas sencillas sobre números, cálculos, medidas, geometría y tratamiento de la información, planteamiento de pequeños proyectos de trabajo. Aplicación e interrelación de diferentes conocimientos matemáticos. Trabajo cooperativo. Acercamiento al método de trabajo científico y su práctica en situaciones de la vida cotidiana y el entorno cercano, mediante el estudio de algunas de sus características, con planteamiento de hipótesis, recogida, registro y análisis de datos y elaboración de conclusiones. Estrategias heurísticas: aproximación mediante ensayo-error, reformular el problema. Desarrollo de estrategias personales para resolver problemas e investigaciones y pequeños proyectos de trabajo.
1.8. Desarrollo de actitudes básicas para el trabajo matemático: esfuerzo, perseverancia, flexibilidad, estrategias personales de autocorrección y espíritu de superación, confianza en las propias posibilidades, iniciativa personal, curiosidad y disposición positiva a la reflexión sobre las decisiones tomadas y a la crítica razonada, planteamiento de preguntas y búsqueda de la mejor respuesta, aplicando lo aprendido en otras situaciones y en distintos contextos, interés por la participación activa y responsable en el trabajo cooperativo en equipo.
1.7. Planificación del proceso de resolución de problemas: comprensión del enunciado, estrategias y procedimientos puestos en práctica (hacer un dibujo, una tabla, un esquema de la situación, ensayo y error razonado, operaciones matemáticas adecuadas, etc.), y procesos de razonamientos, realización, revisión de operaciones y resultados, búsqueda de otras alternativas de resolución, elaboración de conjeturas sobre los resultados, exploración de nuevas formas de resolver un mismo problemas, individualmente y en grupo, contrastando su validez y utilidad en su quehacer diario, explicación oral de forma razonada del proceso de resolución, análisis coherente de la solución, debates y discusión en grupo sobre proceso y resultado.
1.10. Acercamiento al método de trabajo científico y su práctica en contextos de situaciones problemáticas, mediante el estudio de algunas de sus características, con planteamiento de hipótesis, recogida y registro de datos en contextos numéricos, geométricos o funcionales, valorando los pros y contras de su uso.
1.13. Utilización de herramienta y medios tecnológicos en el proceso de aprendizaje para obtener, analizar y selección información, realizar cálculos numéricos, resolver problemas y presentar resultados, desarrollar proyectos matemáticos, haciendo exposiciones y argumentaciones de los mismos dentro del grupo. Integración de las tecnologías de la información y la comunicación en el proceso de aprendizaje matemático.

Probablemente algunos lectores se asusten o se sorprendan de que proponga retos de naturaleza combinatoria en Primaria. No deben asustarse ni sorprenderse. El enfoque de las propuestas es más cualitativo que cuantitativo. Se hace hincapié en  ¿cuáles?” y no en “¿cuántas?”. ¿Por qué? Veamos un ejemplo comentado relacionado con la propuesta Repartos”:
Imaginemos que nos plantemos repartir 5 pastelillos en 3 platos (cada uno asociado a un/a niño/a), de manera que no haya ningún plato vacío. Si preguntamos “¿cuántos repartos diferentes podemos realizar?” estoy seguro de que la mayoría de los lectores no sabrían dar una respuesta relativamente rápida y, menos aún, justificada conceptualmente, a pesar de que el problema maneja unos números muy sencillos… En cambio, si solicitamos posibles soluciones (repartos diferentes posibles), rápidamente barajarán soluciones posibles, como 3-1-1 y  2-2-1, e imposibles, como 4-1-0, y no tardarán en descubrir que la descomposición 3-1-1 conlleva tres repartos diferentes (según el plato al que le correspondan los tres pastelillos): 3-1-1, 1-3-1, 1-1-3.  Lo mismo ocurre para la descomposición 2-2-1. Pues bien, ¿han necesitado saber que los tres casos ligados a cada una de las dos descomposiciones es justamente el número de permutaciones con repetición de tres elementos en los que uno se repite dos veces? ¡No! No es necesario este conocimiento de Secundaria para abordar el problema. Precisamente a  “¿cuántas?” se responde al final, simplemente contando los casos obtenidos por búsqueda exhaustiva, o bien se facilita el número total de casos posibles de antemano, para facilitar la resolución….

Esta argumentación tiene una excepción, la del producto cartesiano de dos conjuntos (“Cabezas diferentes”) y su generalización, la regla de multiplicar (“Candado. Código secreto”). Aquí es más fácil determinar el número de “variaciones” que las propias “variaciones”. De hecho es de las pocas cuestiones combinatorias que se proponen desde edades muy tempranas: “De cuantás maneras podemos vestir al osito con pantalón y camiseta si disponemos de dos pantalones diferentes y tres  camisetas diferentes?”

Además, las cuestiones combinatorias se abordan de manera inductiva, con casos particulares graduados en dificultad y en número de posibilidades (“Permutando”). Así, se va asumiendo como cierto que para dos objetos diferentes existen dos permutaciones diferentes, que para tres objetos existen seis permutaciones, que para cuatro objetos existen 24, etc… A pesar de que nos interesa más determinarlas cualitativamente ( porque conlleva el surgimiento de algoritmos personales de búsqueda), no se elude la posibilidad de que el/la alumno/a capte el patrón o regularidad inherente al número de permutaciones posibles ( 2 = 2x1; 6= 3x2x1; 24= 4 x 3 x 2 x1) ni  su simbología (2!=2x1; 3!=3x2x1; 4!=4x3x2x1; ….)

En “Macedonia de frutas” se abordan las “combinaciones” de varios elementos tomados de tantos en tantos: subconjuntos de dos frutas diferentes cuando se dispone de un total de seis frutas diferentes, por ejemplo, en los que el par pera-manzana es el mismo que el par manzana-pera, es decir, que no importa el orden…Es un reto bastante apropiado para alumnos/as de estas edades. ¡Y les encanta abordarlo! Además se transfiere lo aprendido a otros problemas similares y se conecta numeración y geometría: El número de combinaciones de 5 elementos tomados de dos en dos es igual al número de segmentos (lados + diagonales) de un pentágono.

En otras propuestas de carácter combinatorio (“Caminos_posibles”, Caminos tramos ‘V’ y ‘H’, Figuras posibles”) responder a “cuántas” sería aún más difícil que en los casos anteriores dado que una misma figura puede aparecer con diferentes orientaciones espaciales o intervienen cuestiones geométricas y/o topológicas que condicionan el número de posibilidades y no son fáciles de explicar…¡Pero se facilita, interactivamente, la obtención de todos los casos posibles! Además, se insiste, en la codificación de las soluciones (mediante letras y/o números).

En “Dominó_igualación” se persigue que el alumnado distinga los casos en que puede haber solución de aquellos que no tienen solución así como que descubra una estrategia aritmética eficaz para resolver los casos con solución. “Equilibrio_números_balanza” es similar, aunque algo más difícil si no se ha descubierto la estrategia aritmética para la igualación de dos cantidades cuya suma es un número par.

Parking” es la aplicación más lúdica. Se trata de un juego bastante conocido. La solución, para cada reto propuesto, no es obvia. Implica pensar de atrás hacia adelante y barajar diferentes estados de los elementos que intervienen en la solución.

En "coloca" se abordan situaciones de representación de la solución con la ayuda de  diferentes diagramas interactivos que tratan sobre situación espacial y problemas con relaciones de orden entre una y dos variables...

miércoles, 13 de junio de 2018

¿Coincidencias? (En clave de humor...)

En clave de humor...

En un principio, ABN (ese "revolucionario" e "innovador" método para el cálculo, "creado desde cero" por su creador) optó  por una división de este tipo aunque, eso sí, con mucha  rejilla... (Pues ese aspecto puramente formal, no original de ABN, parece ser, para ellos, la esencia de "su método"). Creo que nunca se llegó a implementar ningún modelo de división flexible con el "Tutor ABN".



Ahora, con los nuevos cuadernillos (que imagino que será una buena ocasión para "actualizar" y añadir contenidos) parece que ABN ha optado por este otro modelo de la división, íntimamente relacionado con el anterior, pero poniendo mayor énfasis en los múltiplos del divisor.

(Estas pantallas corresponden a aplicaciones mías incluidas en "ASÍ CALCULAMOS EN MI COLE")







Llamemos al contenido mostrado en la imagen anterior y B al mostrado  en la imagen siguiente. Si no consideramos aspectos tales como que A es gratuito, que A es interactivo, que A es configurable, que A es general y generativo, pues propone divisiones aleatorias (dentro de un rango numérico) y las corrige....Si no consideramos estos aspectos "irrelevantes", ¿sabrían buscar 5 diferencias entre la forma de dividir en B y A?

https://www.actiludis.com/wp-content/uploads/2018/06/Contenidos-Transicio%CC%81n-5%C2%BA.pdf


Enlace relacionados:

domingo, 8 de abril de 2018

GEO_BASIC_2D

GEO_BASIC_2D. construcciones geométricas planas y fijas.


GEO_BASIC_2D combina un conjunto de 12 geo_herramientas básicas para la realización de construcciones geométricas bidimensionales fijas (como si las trazáramos en una pizarra analógica). Además cuenta con borrador y escritura a mano. 

Desde el inicio de su diseño se ha concebido para ser el equivalente digital ampliado de ese conjunto de instrumentos de trazado geométrico que no siempre tenemos disponible en las aulas, o no siempre en buen estado. ¡Con qué facilidad se pierde, por ejemplo, la ventosa del compás de pizarra! (lo digo al menos por mí). Pero pretende ir mucho más allá...

Facilita enormemente la realización de las construcciones geométricas aportando nuevas posibilidades y funcionalidades que no son posibles con las herramientas analógicas equivalentes: colocación exacta de puntos medios, borrado selectivo de  todos/as los/as segmentos, rectas, semirrectas y circunferencias; borrado de trazados uno a uno comenzando por el último, tramas de puntos interactivas, poligonal dinámica mostrando longitudes de segmentos, posibilidad de construir fácilmente polígonos desplazables (tantos como se desee, iguales o diferentes, a partir de una trama de puntos o a partir de los vértices de un polígono regular configurable); tramas ortométrica e isométrica interactivas, fácil configuración de colores y grosores de segmentos; rectas desplazables, rectas paralelas y perpendiculares pulsando sobre puntos de la geo_escuadra o del geo_cartabón, fácil y exacta medición y construcción de ángulos, área interactiva de los polígonos trazados sobre tramas, fácil trazado de circunferencias y arcos, etc...

No pretende ser el extraordinario Geogebra (en su versión para Primaria), ni tan siquiera el C.a.R u otro software análogo. En este caso las construcciones realizadas no son escalables ni girables. No es que no apueste por una geometría dinámica, no. Pero no ha sido ese el propósito de esta aplicación que hace tiempo me fue sugerida por un par de lectores. Se trata de reunir productivamente herramientas geométricas que ya he utilizado en otras aplicaciones. Se ha optado por las construcciones fijas, por reducir la dificultad, por buscar un equilibrio adecuado entre sencillez de uso, vistosidad y potencial de construcción, de manera que resulte adecuado en 2º y 3º ciclos de Primaria. Así, por ejemplo, los puntos de intersección entre diferentes elementos de trazado se determinan visualmente, como se haría con construcciones realizadas en una pizarra analógica.

En principio permite realizar cualquier construcción geométrica fija con regla (no graduada) y compás (o con regla compás y escuadra), sobre todo las adecuadas a la Etapa Primaria: mediatriz de un segmento, bisectriz de un ángulo, triángulo equilátero y hexágono regular, cuadrado y otros polígonos regulares y estrellados...Se pueden formar con suma facilidad toda clase de triángulos, cuadriláteros y otros polígonos permitiendo cuantificar sus perímetros  y sus áreas en diferentes unidades de longitud o superficie; facilita el fraccionamiento creativo de polígonos, la realización de diseños geométricos con intencionalidad artística, etc... 

Espiral. Ejemplo de precisión y facilidad de manejo  del geo_compás. La aguja del compás se sitúa con total precisión sobre el punto deseado.

Trabajos realizados por alumnos/as de 6º  (CEIP. Blas Infante, Lebrija-Sevilla) a partir de la visualización, a través de la PDI,  de la construcción previamente realizada con GEOBASIC_2D

Ilusión óptica. Ejemplo de coloreado de polígonos. Se muestran las geo_herramientas seleccionadas así como el despliegue interactivo de otras subherramientas configurables  (grosor de línea, color,  tipo y tamaño de trama de puntos,...)


CUADRILÁTEROS diferentes de igual área sobre trama ortométrica.


Es ideal para la PDI y su utilización no está reñida con las versiones de Geogebra para Primaria.

En CUERPOS GEOMÉTRICOS se ofrece una amplísima colección de manipulativos virtuales 3D, dinámicos e interactivos, así como herramientas de construcción 3D (geocubo, geoprisma,..) también basados en geometría dinámica.

En ARQUIGEOM  se aborda la  construcción 3D con elementos desplazables tridimensionales en perspectiva isométrica.

En GEOMETRÍA 3D se aborda la construcción policúbica con cubos en perspectiva caballera.

La práctica totalidad de las aplicaciones que he desarrollado en relación con la geometría plana  incorporan, cada una de ellas, numerosos manipulativos virtuales dinámicos e interactivos: ángulos, semejanza y proporcionalidad, área de figuras planas, circunferencia y trazado de polígonos polígonos regulares,...

En una línea parecida a la de GEO_BASIC_2D se sitúan aplicaciones como GEOPLANO INTELIGENTE, GEO_CONSTRUCTORTRAMAS INTERACTIVAS(), MULTIGEOPLANO ,...(Esta última aplicación está basada en los puntos de intersección dinámicos de un conjunto de circunferencias)...





domingo, 25 de febrero de 2018

Gracias, gracias...uno también tiene su ego...


Aunque abundan en mi blog comentarios muy similares, éste me ha tocado de lleno mi ego y he decidido publicarlo aquí. Si lo tengo especialmente en cuenta es por provenir de un profesor de matemáticas y computación con 20 años de experiencia. Una persona con un perfil así sabe valorar todo lo que conlleva el desarrollo de software educativo innovador y de calidad.

¡Muchas, gracias, J.F.G!

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domingo, 28 de enero de 2018

Microproyecto "LOTOS"

Microproyecto LOTOS. Tercer ciclo de Primaria.


Estamos inmersos en una sociedad donde el auge de los juegos de azar es innegable. La publicidad sobre los mismos, agresiva e insistente,llega incluso a los teléfonos móviles desde los que, incluso niños y adolescentes, pueden descargar numerosas apps para jugarse su dinero. No cabe duda de que la crisis ha catapultado este auge.

Algunos prestigiosos médicos psiquiatras alertan de que la parte más necesitada de la población está en riesgo de volverse adicta al juego para solucionar sus problemas económicos. La mayor parte de estos juegos no son controlados o fiscalizados por el Estado, son una modalidad ilegal y los puntos de venta han proliferado sin que las autoridades tomen correctivos. Cada vez son más las voces que alertan de que "su impacto en las mentes de los niños y jóvenes aún en desarrollo es irreparable. Se modifica su conducta, crecen con la noción del dinero fácil, su pensamiento empieza a dirigirse de manera precoz a temas que no le son sencillos de manejar y terminan expuestos a la frustración y a la ansiedad". Está comprobado, además, que las personas adictas a los juegos de azar tienden a tomar malas decisiones cuando experimentan emociones negativas como ansiedad o tristeza... 

Todos nuestros/as alumnos/as tienen ya  experiencias y conocimientos previos, aunque sean muy imprecisos, sobre loterías y juegos da azar, sobre lo posible, lo imposible y lo probable. Quizá una correcta educación vivencial y experimental de la probabilidad de acertar, de la probabilidad de ganar y perder (en situaciones de azar que estén al alcance de su comprensión) no solucione el problema comentado anteriormente pero, no cabe duda, se presenta como un conocimiento imprescindible en estos tiempos. Si a eso sumamos la enorme cantidad de cuestiones sociales y científicas sometidas a incertidumbre, a probabilidad,... su adecuado tratamiento en el currículo de Matemáticas de Primaria se hace ineludible y exige, por derecho propio, mayor tiempo de tratamiento y mayor calidad de los recursos utilizados en su enseñanza-aprendizaje.

Cuando nos limitamos a experimentos aleatorios en los que los sucesos elementales son equiprobables, la definición de "probabilidad" y su cálculo según la regla de Laplace ("La probabilidad de un suceso A se obtiene dividiendo el número de resultados que forman el suceso A entre el número de resultados posibles") no presenta apenas dificultades.

Otra cosa muy distinta es darle sentido real, práctico y formativo a la fracción o número decimal que expresa dicha probabilidad. Es importantísimo que los/as alumnos/as comprendan y experimenten que la probabilidad teórica así obtenida marca una tendencia que presumiblemente se cumplirá con bastante aproximación cuando el experimento se realice un elevado número de veces. La probabilidad tiene poder de predicción en tanto en cuanto cuantifica una tendencia...

Si el experimento aleatorio se realiza un número de veces pequeño, las "rachas de sucesos" pueden llevarnos a dudar de la probabilidad teórica esperada. De cualquier manera, y volviendo a la regla de Laplace, las verdaderas dificultades están en la determinación de los resultados posibles.

"microproyecto_LOTOS" se concibe como un proyecto dentro del área de matemáticas adecuado para la mayoría de los/as alumnos/as del 3º ciclo de PrimariaPretende ser un espacio para experimentar las relaciones entre la probabilidad teórica, la probabilidad simulada experimentalmente y, si se desea, la probabilidad en sorteos reales realizados por los propios alumnos de acertar una combinación ganadora en loterías sencillas.

Las diferentes aplicaciones que lo integran proponen un desarrollo inductivo. Se define el tipo de loto y el boleto correspondiente para realizar un determinado número de apuestas. Ello determinará el número de combinaciones o resultados posibles. No se habla aquí de números combinatorios y el término "combinaciones" se utiliza en sentido coloquial, como sinónimo de resultados posibles.

Ana Zambrano, 6º_2017-2018
Irene Hens, 5º_2017-2018


Los/as alumnos de 5º y 6º (lo sé por experiencia) están preparados para obtener, de manera exhaustiva, todos los casos posibles empleando procedimientos algorítmicos y gráfico-geométricos (ver imágenes anteriores). Así, por ejemplo, en "LOTO_4_2" pueden obtener los resultados posibles, incluso ordenados, siguiendo un sencillo algoritmo de ordenamiento: 1-2, 1-3, 1-4, 2-3, 2-4 y 3-4. Resulta , además, que coincide con el número total de segmentos, entre lados y diagonales, de un cuadrilátero (4 vértices). Algo análogo, aunque con un número mayor de casos posibles, pueden hacer en "LOTO_8_2"...   
                                        
Se pueden realizar sorteos uno a uno (para comprobar el buen funcionamiento aleatorio de la aplicación) así como tandas de muchos sorteos rápidos. Para cada sorteo, se muestran las frecuencias correspondientes a cero, uno, dos, ...números acertados. También se muestra la frecuencia relativa (de acertar una combinación ganadora), que será la base para realizar una aproximación frecuencial a la probabilidad experimental. Se utiliza la media aritmética de las frecuencias relativas de tandas de sorteos, para aproximarnos, aún mejor, a la probabilidad experimental. Ésta se compara con la probabilidad teórica y se analizan y discuten los resultados...

En la aplicación "MULTILOTOS", se generaliza la situación. De una manera comodísima se pueden configurar una infinidad de lotos diferentes. Podemos despreocuparnos de hallar la probabilidad teórica ( ya que se pueden presentar números muy elevados de combinaciones diferentes posibles) y analizar las frecuencias obtenidas para cada suceso posible como aproximación a la probabilidad de los mismos.

Se ofrecen modelos de boletos, como material fotocopiable e imprimible, con los que se pueden llevar a cabo sorteos reales para lotos sencillas. Ello permitirá relacionar probabilidad real, probabilidad experimental simulada y probabilidad en situaciones reales. 



Determinismo y azar. Situaciones experimentales.

Situaciones experimentales de azar y determinismo. 2º ciclo Primaria.