Modelo de barras interactivo.

En su blog "Más ideas, menos cuentas", Pedro Ramos ha escrito un excelente post sobre "Prueba final de primaria de Singapur ", en la que presenta  los numerosos items de la prueba, los comenta y reflexiona acertadamente sobre los mismos.

Me ha parecido adecuado encabezar este post a partir de un comentario suyo, que reproduzco literalmente:

"Un detalle que me parece muy interesante es la profundidad con la que tratan la aritmética, con problemas como el 15. Aquí son inimaginables antes de llegar al álgebra, y creo que es un error. Como ya he comentado alguna vez, me parece que tratar problemas como estos sin herramientas algebraicas es muy importante para profundizar en la comprensión de la aritmética, y para desarrollar estrategias de resolución de problemas. La herramienta que aquí echamos de menos para resolver estos problemas es su famoso modelo de barras"

Pues bien, aquí está el problema número 15 :

Es obvio que problemas aritméticos como éste se identifican con los clásicos problemas que se resuelven algebraicamente y a los que se les dedica un tiempo considerable en Educación Secundaria. Éste, en concreto, se traduce algebraicamente en un sistema de dos ecuaciones de primer grado con dos incógnitas:

También es obvio que problemas como éste se proponen porque se adecuan al modelo de barras tan característico del método Singapur. No todo problema aritmético se traduce fácilmente a un gráfico de barras ni es ésta siempre la mejor o única representación para facilitar la resolución de un problema aritmético.

Así, por ejemplo, encuentro el modelo de barras muy potente en la estructura aditiva ya que cualquier problema (de cambio, combinación, comparación o igualación, según la estructura semántica) puede ser reducido en la mente de los/as niños/as a un problema con tres barras (total y dos partes) integrando en un sólo tipo de esquema los esquemas de alto orden o superesquemas "parte-todo", de "transferencia" y de "más menos que" propuestos en la teoría de Kintsch y Greeno (1985) para problemas de combinación, cambio y comparación, respectivamente... 

En la estructura multiplicativa ya el modelo de barras es meno adecuado, sobre todo cuando algún factor es relativamente grande...Resulta, en cambio, casi insoslayable en problemas de fracciones y porcentajes porque facilita enormemente la comprensión. Por otra parte, traducen gráficamente bien una buena cantidad de problemas aritméticos que algebraicamente se corresponden con ecuaciones de primer grado, sistemas de dos ecuaciones con dos incógnitas, ecuaciones de la recta,...

Pero es prácticamente imposible realizar un único modelo interactivo que se adecue a las diferentes tipologías de problemas aritméticos sin que pierda eficacia, agilidad o sencillez...

La imagen anterior muestra el problema modelado utilizando el modelo interactivo incorporado en las aplicaciones que presento a continuación. Nótese que el sistema de ecuaciones invita a su resolución por "sustitución". De manera análoga, en el modelo con barras se ha de sustituir cada barra roja (X) por  barra azul (y) + 0.8, de tal manera que podríamos afirmar que 8 barras azules + 3 x 0.8 es igual a 7.2. A partir de aquí es fácil resolver el problema.

Se trata de un modelo interactivo tremendamente ágil y muy sencillo de utilizar. A pesar de ello, las aplicaciones disponen de un tutorial interactivo para aprender el uso del modelo. He eludido en él el tratamiento de problemas de fracciones y porcentajes porque dispongo de otros modelos interactivos y asistidos más adecuados. En la aplicación para tercer ciclo de Primaria el modelo puede mostrar todos sus elementos y potencial. Para la aplicación dirigida al segundo ciclo de Primaria se utiliza el mismo modelo, pero simplificado.

Pero la utilización del modelo de barras, conlleva profundas reflexiones didácticas:

"Al disponerlos gráficamente, los datos conocidos y desconocidos se organizan de relativamente pocas formas diferentes, lo que facilita al alumno la identificación de la operación que corresponde a cada una de ellas" 

Urbano Ruiz S.,  Fernández Bravo  J.A., Fernández Palop M. P. ;  Universidad Camilo José Cela, España. "El modelo de barras: una estrategia para resolver problemas de enunciado en Primaria". 

Opino que siempre que esto ocurra, siempre que el modelo facilite al alumno la identificación de la operación a realizar,  la utilización del modelo será adecuada.

• ¿Ocurre esto siempre que se puede utilizar el modelo de barras? 
• ¿Ocurre esto en el modelado con barras del problema 15?

Por otra parte, no cabe duda de que saber realizar el modelo, en sí mismo, implica unos saberes, unas subcompetencias matemáticas ligadas a la comprensión, a la traducción de representaciones, etc. De hecho, nos vamos a encontrar mayores dificultades en la construcción del modelo adecuado a cada problema que en la interpretación correcta de modelos ya realizados. Por lo tanto, la modelización requiere una instrucción específica.

Por otra parte, creo que es indisociable la interacción mutua entre la representación lingüística y la representación figurativa. La práctica totalidad de los/as alumnos/as que saben realizar el modelo adecuado para un problema (en los casos menos complejos) es porque tienen la capacidad de previsualizarlo y, por lo general, de expresar lingüísticamente (prealgebraicamente) las relaciones entre los datos y la/s incógnita/as así como la capacidad para resolverlo una vez realizado...Por el contrario, difícilmente va a realizar correctamente el modelo un/a alumno/a que previamente no lo haya previsualizado o que no sepa verbalizar o subverbalizar lingüísticamente las relaciones aludidas entre los datos y la incógnita...

Otra cuestión interesante para el análisis que se pone de manifiesto en la práctica escolar es que el modelo de barras se basa en el establecimiento de relaciones entre las longitudes de las barras y el etiquetado de las mismas. Como, a priori, no se conocen los valores de las incógnitas, las barras utilizadas van a tener unas longitudes arbitrarias. Aunque el modelado del problema puede ser correcto sin que las barras guarden longitudes proporcionales a sus valores, se establecen con frecuencia relaciones incorrectas basadas en lo estrictamente figurativo del esquema que se está realizando.

Es obvio que este tipo de problemas podría tener otras representaciones figurativas alternativas:

Representación figurativa del problema número 15.

Representación figurativa del problema de las chucherías, portada de la aplicación 3º Ciclo.