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12 mayo, 2019

Recuentos aproximados y estadística básica.

Recuentos aproximados y estadística básica.



Son muchas las situaciones reales de la vida en las que es prácticamente imposible, o excesivamente engorroso, o lento y poco práctico, realizar un recuento exacto de elementos: recuentos de microbios en un cultivo, recuentos de células sanguíneas en un análisis, recuentos de personas en un evento, recuento de árboles en una zona, etc...(se podrían poner muchos ejemplos diferentes en los ámbitos de las Ciencias naturales y las Ciencias sociales). En estos casos, se utilizan procedimientos para realizar un recuento aproximado más rápido, más cómodo, y con garantías de una buena aproximación al valor real de los elementos que quieren contarse.

El recuento aproximado, sus procedimientos y los múltiples contextos en que se lleva a cabo, incide directamente en el desarrollo de la Competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología. Podemos abordar básicamente estos procedimientos en el 3º ciclo de Primaria diseñando un contexto simple de recuento de cantidades diferentes de puntos (que pueden representar elementos reales de muy diversa naturaleza) que se distribuyen al azar en una determinada zona.

Si esa zona está dotada de una cuadrícula o rejilla auxiliar, cuyo número de celdillas se puede variar con facilidad, la cuadrícula, sin duda, sugerirá un primer procedimiento para analizar: contar el número de puntos de una determinada celdilla y multiplicarla por el número de celdillas. Pero, obviamente, este procedimiento ofrece un elevado rango de variabilidad en los resultados al tratarse de puntos distribuidos aleatoriamente en la zona considerada: diferentes celdillas tendrán diferentes números de puntos...¿Qué celdilla elegir? ¿En cuántas celdillas conviene dividir la zona? ¿Cómo elegir una muestra adecuada?

Esta aplicación permite variar el número de puntos objeto de recuento, variar la configuración de la cuadrícula o rejilla auxiliar, realizar tantas tandas de recuentos como se desee, introducir los valores estimados y/o calculados... Genera y registra de manera automática los porcentajes de error cometidos en cada recuento (aspecto clave en la verificación de hipótesis y en la regulación de los procedimientos utilizados) y los guarda para, al final, mostrarlos en un gráfico de puntos que permita al alumno/a valorar la evolución de su competencia en el recuento a partir de la evolución en sus porcentajes de error.

Se permite la investigación, la autorregulación del proceso y, a lo largo de las pantallas, se va facilitando la ayuda o andamiaje necesario para la mejora del mismo. Además de la subitización (en los casos en que hay pocos puntos en una determinada celdilla), el conteo directo y la comparación de cantidades,  el recuento aproximado implica otras capacidades numéricas menos elementales…Implica, esencialmente, la estimación de cantidades percibidas visualmente y su comparación. Es la capacidad para estimar cantidades la responsable del "buen ojo" que se tenga. Y este "buen ojo" es un aspecto determinante del grado de exactitud del recuento, independientemente del procedimiento realizado. Evidentemente no se considera nunca aquí como procedimiento válido aquel que conlleve la suma o conteo directo de todos los puntos.

A medida que se avanza en la aplicación se facilita el número de puntos de hasta 5 casillas seleccionadas (de un total de 25 en este caso), así como la serie de datos correspondientes a esta “muestra” y el cálculo interactivo de la media aritmética, la mediana y la/s moda/s (en caso de que exista/n). Se invita a los/as alumnos/as a aprovechar, como ellos consideren, estos parámetros estadísticos en su objetivo de reducir el porcentaje de error...

Además,  se utiliza la situación problemática (en forma de investigación abierta) para contextualizar aprendizajes conceptuales y procedimentales. Se ayuda al aprendizaje, mediante preguntas de verdadero/falso, analizando el procedimiento de obtención del porcentaje de error y su diferencia con el error cometido en un recuento; favoreciendo la comprensión de los conceptos de media aritmética, mediana y moda; favoreciendo la explicación argumentada de procedimientos seguidos y su mejora…

La aplicación no brinda "el procedimiento más adecuado". Este aspecto lo deja abierto a la discusión grupal y colectiva...


11 febrero, 2018

Experimentos aleatorios. Equipamiento configurable.

Experimentos aleatorios. Equipamiento experimental. Didactmaticprimaria.net


En la última década del siglo XX se asiste a una propuesta de cambio curricular en la enseñanza de la probabilidad en todos los niveles educativos. En los diseños curriculares, no sólo en España, sino en otros países, se sugiere iniciar esta enseñanza a una edad más temprana e introducir la probabilidad en su "ACEPCIÓN FRECUENCIAL". La metodología recomendada está basada en la experimentación y simulación de experimentos aleatorios.

Así, por ejemplo, en los estándares del NCTM se indica que los estudiantes deben explorar mediante situaciones y de forma activa, los modelos de probabilidad. A través de la experimentación y la simulación, los estudiantes deben formular hipótesis, comprobar conjeturas y depurar sus teorías sobre la base de la nueva información. Se supone que esta metodología ayudará a superar las dificultades y obstáculos que, sobre el desarrollo de la intuición del azar han descrito distintos autores, como Fischbein y Gazit (1984).

El kit de situaciones experimentales que aquí se presenta, supone una primara aproximación, más bien informal, a esta temática. Se brindan situaciones experimentales de naturaleza aleatoria. Se pretende, a partir de la experiencia, formalizar conceptos tales como "SUCESO", "FRECUENCIA ABSOLUTA", "FRECUENCIA RELATIVA", "CASOS FAVORABLES", "CASOS POSIBLES" O "PROBABILIDAD" (Mediante la fórmula de Laplace)...Se incide de lleno en el paso de las intuiciones primarias sobre el azar (las que se forman antes e independientemente de una enseñanza sistemática) a las intuiciones secundarias (que se forman después de un proceso sistemático de enseñanza).

Con estas situaciones de simulación_experimentación se pretende apoyar el desarrollo del razonamiento inductivo, el aprender a intuir, plantear hipótesis, hacer conjeturas, generalizar… A nivel de aprendizaje, no debemos poner en duda que la forma de razonar puede tener tanto interés como los propios contenidos conceptuales; que el razonamiento es, en sí mismo, un gran contenido a aprender y totalmente irrenunciable en Matemáticas

De manera análoga, se pretende apoyar el desarrollo del razonamiento argumentativo o deductivo, animando a los/as alumnos/as a ensayar argumentaciones cada vez más fundamentadas y convincentes… motivándolos en la capacidad para detectar inconsistencias en los razonamientos propios y ajenos, a que se enfoquen en explicar, verificar, comunicar, sistematizar y descubrir... 

Este kit, favorecer una actitud positiva ante la experimentación y la simulación y el desarrollo de la confianza en la propia capacidad para experimentar, descubrir y comunicar.


28 enero, 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.

Azar y determinismo. Situaciones experimentales. Didactmaticprimaria.net