Mostrando entradas con la etiqueta Formas y Orientación en el espacio. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta Formas y Orientación en el espacio. Mostrar todas las entradas

20 abril, 2013

"Geofraccionador". Taller de fraccionamiento de figuras.


El nuevo recurso que brindo al público en esta entrada surge como evolución de otras aplicaciones centradas en el diseño de figuras sobre tramas de puntos virtuales e interactivas: "Copiar figuras", "Geoplanos", "Geoplano Inteligente", "Áreas de polígonos con vértices en una trama ortométrica", "Área de polígonos con vértices en una trama isométrica", "Pizarras geométricas", y otras...Todas ellas inciden de manera ideal, a mi juicio, en el desarrollo de la percepción espacial - tanto analítica como sintética-, que es a la geometría lo que la comprensión lectora es a la lectura.

Lo esencial en un geoplano virtual no es que represente con mayor o menor realismo los vértices o pivotes ni los "elásticos", a modo de un geoplano analógico. Como ya indiqué en  el post "Tramas de puntos, geoplanos y pizarras geométricas", el interés didáctico de los geoplanos ( sean dibujados, analógicos o digitales) reside en que son modelos finitos del plano, con una geometría finita: un número finito de puntos (puntos de la trama o vértices de la malla), de longitudes de segmentos, de valores angulares, de polígonos; un número finito de valores para el perímetro y el área de éstos,  etc...

Este nuevo recurso, que he bautizado con el nombre de "GEOFRACCIONADOR", está pensado para ser utilizado como "taller de fracciones" (aunque su interés es innegable para el estudio de áreas de figuras por composición/descomposición). Aunque me encantan los materiales didácticos analógicos, creo que no cabe duda del valor añadido que aportan los correspondientes materiales virtuales bien diseñados (ver "Material didáctico analógico vs material didáctico digital"). Así, "GEOFRACCIONADOR" añade nuevas dimensiones y posibilidades a las de materiales analógicos diseñados para la representación y estudio de fracciones, tales como los que aparecen en "eje" ("Espacio Jordi Esteve" página web de materiales manipulativos por la enseñanza de las Matemáticas. Un proyecto del grupo PuntMat: Ana Cerezo, Cecilia Calvo, David Barba y "mirones asociados"):


Espai Jordi Esteve


 Como "geoplano virtual" que es, permite la fácil obtención de polígonos pulsando sobre los vértices del mismo. Para adecuarlo especialmente al fraccionamiento, el polígono unidad (rectángulo, cuadrado o triángulo equilátero) se puede fraccionar en un número variable de partes iguales, variando a la par el número de puntos interactivos que se sitúan en los vértices de cada una de las partes. Además, se pueden trazar varias (hasta 12) figuras_fracciones del polígono unidad con diferente color, desplazables y semitransparentes,  para facilitar su comparación. Esta comparación se puede llevar a cabo por dos procedimientos esenciales: el adosamiento sin solapamiento (que equivale a la suma) y por superposición ( que sirve para ilustrar diferencias así como para captar relaciones de multiplicidad- multiplicación y división-).

La aplicación, además, en modo "manipulación libre", muestra las fracciones numéricas que se corresponden por el color con las fracciones figurativas. Se trata de un "geoplano virtual inteligente" en el sentido de que guarda alguna/s características de los polígonos trazados ( la fracción de la unidad que representan, el número de vértices, la longitud de los lados, etc...). De esta manera favorece el descubrimiento  y expresión de relaciones ( en modo manipulación libre) así como el proponer retos de determinación de polígonos que reúnan determinadas características y su comprobación.

Geofraccionador I

(Pulsar sobre la imagen para abrir la aplicación)



Como ya he indicado anteriormente, el gran potencial de esta aplicación se alcanza en modo "MANIPULACIÓN LIBRE" (tanto del lado de profesores/as como de alumnos/as) cuando se utilizan las características de diseño de la aplicación y el apoyo visual de las figuras para ilustrar, descubrir y expresar relaciones entre fracciones numéricas. 

A continuación se ofrecen algunas imágenes que sugieren el potencial didáctico de esta aplicación:



Ilustración gráfica del concepto "fracciones equivalentes".
Diferentes fracciones del rectángulo unidad. Correspondencia de color entre fracciones gráficas y numéricas.
Diferentes fracciones gráficas del triángulo equilátero unidad para el estudio de relaciones de reunión y multiplicidad entre ellas y expresión de las correspondientes relaciones numéricas implícitas.
Comparación gráfica y numérica de fracciones de una misma unidad. Suma (adosamiento sin solapamiento) y resta (superposición) de fracciones. Predecir el resultado numérico a partir del gráfico para demostrar la coherencia de las operaciones numéricas con fracciones.

Sencillas relaciones de multiplicidad entre fracciones de la misma unidad. Correspondencia gráfico-numérica.







25 noviembre, 2012

Regularidades en el plano. Mosaicos, cenefas, celosías...

En la entrada titulada "Tramas de puntos, geoplanos y pizarras geométricas", se comentaba que un recurso barato y de enorme interés didáctico para trabajar aspectos geométricos a lo largo de toda la Etapa Primaria lo constituyen las tramas (o mallas) de puntos ( la trama ortométrica y la isométrica, fundamentalmente).  Éstas, a efectos prácticos,  pueden ser consideradas geoplanos dibujados. Podemos fotocopiarlas y obtener tantas copias como se desee de las mismas. Permiten abordar numerosas cuestiones de geometría dibujada (el dibujo es el procedimiento específico de la geometría) a lo largo de toda la Educación Primaria.

Entre las cuestiones que permiten abordar, y enlazando con la entrada anterior de este blog, se encuentra el trabajo apoyado en el descubrimiento y aprovechamiento de patrones y regularidades geométricas en relación con el diseño de mosaicos, cenefas, celosías... Puesto que la la geometría dibujada pone de manifiesto aspectos artísticos y plásticos que se sustentan en aspectos matemáticos, podemos aprovechar las tramas de puntos para interrelacionar  Matemáticas y Educación Plástica en Primaria.



04 noviembre, 2012

El círculo, un polígono regular muy especial. Áreas de figuras básicas. Relaciones.

La nueva aplicación que se ofrece es el resultado de la adaptación y mejora de algunas aplicaciones que había realizado hace años y que, al contrario que ésta, no estaban adaptadas para su utilización con PDI.

Desplegando un polígono regular para convertirlo en un rectángulo de áreas equivalente
Desplegando un polígono regular
Se trata de una aplicación muy completa que ilustra, de manera dinámica, cómo se obtienen las áreas de figuras básicas (triángulo rectángulo, otros triángulos, paralelogramos, cometas, trapecios, polígonos regulares y círculo) a partir del área del rectángulo. También propone el cálculo estratégico de áreas de familias de figuras obtenidas en mallas cuadradas y en mallas triangulares equiláteras así como el área de las figuras básicas antes mencionadas.

En ella se le da un tratamiento especialmente interactivo al área de un círculo a partir del área de un polígono regular. Y al área de ambos a partir de la del rectángulo (también a partir de las áreas de paralelogramos y romboides).

En Primaria suele presentarse el círculo como un no polígono ( porque no tiene lados rectos). Esto no es sino consecuencia de una visión tradicional y estática de la geometría. Desde una perspectiva dinámica, como la que ofrece esta aplicación, es fácil ver y comprobar cómo un polígono regular de 30 ó 40 lados, inscrito en un círculo, apenas puede diferenciarse del mismo. ¿Y si aumentamos el número de lados a 200 ó 1000? ¿Qué tendencia muestra su apotema?¿Y la longitud de sus lados? No resulta chocante, pues, aceptar que un círculo es un polígono regular de infinitos lados rectos infinitamente pequeños. En el caso límite (al aumentar progresivamente el número de lados) la apotema se confunde con el radio del círculo, la longitud del lado del polígono regular tiende a cero y el perímetro tiende, sin sobrepasarlo, al valor de la longitud de la circunferencia. 

Estos casos límite (como ocurre cuando se consideran los triángulos casos límite de cometas)  pueden ilustrarse de manera óptima gracias a las aplicaciones que, de una manera u otra, permiten abordar geometría dinámica.


(Esta aplicación en Flash, en su versión antigua, tal y como se muestra aquí, no se encuentra perfectamente adaptada para ser mostrada mediante Ruffle ( sobre todo los textos), pero se puede encontrar mejorada en el proyecto MATE.TIC.TAC.)


En el siguiente vídeo se nos ofrece una manera curiosa y original de acercarse al área de un círculo. Aunque se realice con elementos tridimensionales (esferas idénticas), no es difícil imaginar la correspondiente demostración con círculos idénticos tan pequeños como se desee (con puntos). La ilustración es muy sugerente y acertada:


25 junio, 2012

Freudenthal y la Educación Matemática Realista (EMR)

Voy a comenzar este post presentando un magnífico applet de Java (tanto desde el punto de vista técnico como el didáctico) que podemos encontrar entre los que ofrece, para la educación matemática primaria,  el Freudenthal Institute (Utrecht University).

Aunque este applet no está en castellano su funcionamiento es bastante intuitivo. Presenta diferentes apartados que permiten desarrollar y consolidar habilidades de visualización, representación e interpretación espacial a partir de modelos geométricos tridimensionales que se pueden girar en el espacio 3D.

Así, por ejemplo,  en la opción "Vrij bouwen" se pueden diseñar libremente construcciones poilicúbicas y estudiar sus diferentes vistas espaciales. En la opción “Draaispel”, el reto propuesto con cada nuevo problema consiste en rotar el modelo policúbico tridimensional hasta que su vista frontal coincida con la silueta ( en negro) dada. En otras opciones hay que construir el modelo cuyas vistas se dan, etc...

Las diferentes opciones que se brindan en este excelente applet permiten ilustrar y  adentrarnos en " el uso didáctico de modelos en la Educación Matemática Realista", en  la correcta interpretación de las situaciones_problema y de los contextos "realistas" en la educación matemática, en la modelización matemática en contextos tecnológicos...Pero, ¿qué es "Educación Matemática Realista"?

08 noviembre, 2011

El lenguaje matemático de la belleza.

Ahora más que nunca el mundo en que vivimos se levanta sobre los números, algunos de los cuales tienen incluso nombre propio: el número pi (p), el número e... De todo el conjunto de números notables hay uno especialmente interesante: 1,6180339887...Resulta curioso saber que esta modesta cifra ha fascinado a lo largo de la historia a muchas más mentes brillantes que pi y e. Durante siglos ha recibido denominaciones de lo más llamativas: número de oro, proporción trascendental, número divino, divina proporción, etc. El número de oro, que se representa con la letra griega F (phi), habita un territorio de relaciones y propiedades numéricas increíbles, pero también de conexiones insospechadas entre la naturaleza y las creaciones humanas.

¿Qué tienen en común fenómenos naturales tan dispares como la disposicion de las semillas de una flor de girasol, la elegante espiral dibujada por las conchas de algunos moluscos y los brazos de la galaxia que nos acoge, la Vía Láctea? ¿Qué pauta geométrica de insuperable armonía se esconde en la obra de grandes artistas y arquitectos, desde Vitruvio a Le Corbusier pasando por Leonardo y Salvador Dalí? Aunque pareza increíble, la respuesta a estos dos interrogantes es un simple número; una cifra de apariencia humilde, conocidad desde la Antigüedad, cuya continua aparición en toda clase de manifestaciones naturales y artísticas le ha merecido apelativos tales como "divina proporción", "número de oro" o "proporción áurea".

La historia de las matemáticas es a veces sorprendente, y desde luego, siempre inesperada. El viejo numero áureo, tan geométrico, emparentó siglos después con unas fracciones que surgieron de una sucesión puramente aritmética. El artífice del matrimonio fue el más destacado matemático de la Edad Media, Leonardo Pisano (Pisa, 1170), más conocido como Fibonacci.
(La proporción áurea. El lenguaje matemático de la belleza. Fernando Corbalán_2010.)



Fibonacci escribió obras de teoría de números, geometría y álgebra. Su obra más conocida, "Liber abaci" (Libro del ábaco), trata sobre el cálculo. A pesar se su título ambiguo, en ella trata de demostrar las ventajas de la utilización de la numeración decimal basada en las cifras arábigas sobre el modo de cálculo imperante en la Italia de su tiempo, basado en el ábaco y los números romanos. En "Liber abaci" , Fibonacci propone el famos problema de los conejos, cuya solución es la famosa sucesión aritmética ( 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, ...) que hoy se conoce como sucesión de Fibonacci.
Problema de los conejos: ¿Cuántas parejas de conejos tendremos a fin de año si comenzamos con una pareja que produce cada vez otra pareja que procrea a su vez a los dos meses de vida?

Como se puede observar, un término de la serie de Fibonnaci se obtiene como suma de los dos términos precedentes. Una aproximación al número de oro se obtiene como relación o cociente entre un término de la sucesión y su predecesor en la misma. 21/13 será una aproximación mejor que 8/5...

Este magnífico vídeo de Cristóbal Vila toma como referencia la famosa sucesión de Fibonacci y, a partir de ella, nos adentra de manera magistral en una recreación de aspectos de la naturaleza que nos produce "esa extraña sensación llamada belleza" ligada, en este caso, al lenguaje matemático. No necesita ser comentado. En él se demuestra que una imagen vale más que mil palabras.

 


En este otro "regalo para nuestro ojos y nuestro espíritu", de Cristóbal Vila, nos sobrecoge la sensación de misterio, armonía, belleza y perfección que provoca la simetría dinámica de las formas geométricas.

La belleza geométrica en caleidoscopios.



Aspectos estéticos y místicos de la geometría.



Las matemáticas son la ciencia de las pautas y las relaciones. Como disciplina teórica, exploran las posibles relaciones entre abstracciones, sin importar si éstas tienen homólogos en el mundo real. Las abstracciones pueden ser cualquier cosa, desde secuencias de números ( como la de Fibonacci) hasta figuras geométricas ( rectángulo çaureo, espiral áurea, etc...)... Parte del sentido de belleza que muchas personas han percibido en esta ciencia no radica en hallar la más grande perfección o complejidad, sino al contrario, en encontrar un gran ahorro y sencillez en la representación y la comprobación. A medida que las matemáticas avanzan, se han encontrado más y más relaciones entre partes que se habían desarrollado por separado, por ejemplo, entre las representaciones simbólicas del álgebra y las representaciones espaciales de la geometría. Estas interconexiones hacen posible que surjan intuiciones que deben desarrollarse en las diversas partes de la disciplina; juntas, fortalecen la creencia en la exactitud y unidad esencial de toda la estructura.
 La naturaleza de las matemáticas. Pautas y relaciones. American Association for the Advancement of Science

Aunque los/as alumnos/as de Primaria no entiendan bien las relaciones numéricas o geométricas que se ocultan en determinadas estructuras naturales o artificiales, conviene ponerlos en contacto (el vídeo y los modelos dinámicos son recursos muy adecuados para ello) con este aspecto de las matemáticas como "campo de estética" favoreciendo que asocien que una misma realidad se puede traducir o expresar de diferentes maneras haciendo uso de diferentes lenguajes ( numérico, geométrico,...), o que determinadas pautas o relaciones numéricas están presentes en fenómenos aparentemente muy diferentes...

Artículo relacionado con esta entrada: Tramas de puntos, geoplanos y pizarras geométricas.

16 octubre, 2011

Tramas de puntos, geoplanos y pizarras geométricas

Un recurso barato y de enorme interés didáctico para trabajar aspectos geométricos a lo largo de toda la Etapa Primaria lo constituyen las tramas (o mallas) de puntos ( la trama ortométrica y la isométrica, fundamentalmente). A efectos prácticos pueden ser considerados geoplanos dibujados. Podemos fotocopiarlas y obtener tantas copias como se desee de las mismas. Permiten abordar numerosas cuestiones de geometría dibujada (el dibujo es el procedimiento específico de la geometría).

El interés didáctico de los geoplanos ( sean dibujados, analógicos o digitales) reside en que son modelos finitos del plano, con una geometría finita: un número finito de puntos (puntos de la trama o vértices de la malla), de longitudes de segmentos, de valores angulares y polígonos...


Permiten la obtención de colecciones de polígonos que pueden clasificarse atendiendo a diferentes variables o atributos geométricos (número de lados, simetría, paralelismo de los lados, concavidad/convexidad, área, perímetros, fraccionamiento en partes congruentes, etc...); el diseño de mosaicos; la obtención de familias de figuras (poliminós, polideltas,...) a partir de un número fijado de elementos unitarios; la realización de tangramas diversos; la utilización de polígonos generados como modelos para la obtención de otros polígonos más complejos; descubrimiento de patrones y regularidades geométricas - y numéricas-, etc...


Las posibilidades son enormes...
Las correspondientes aplicaciones digitales se pueden dotar de interactividad y de otras características que le dan un atractivo y valor añadidos: posibilidad de borrado (que invita al método de ensayo-error), de elección de color (goce visual y estético), de correccción de retos propuestos ( retroalimentación, regulación del aprendizaje...), etc..

Si aún no has experimentado con materiales de este tipo puedes hacerlo con las siguientes aplicaciones.