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03 junio, 2014

Intuición probabilística

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).

La experimentación y la simulación son las vías más adecuadas para pasar 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). 

En Educación Primaria se trata fundamentalmente de desarrollar una “intuición probabilística” lo más ajustada posible. Los métodos de asignación probabilística serán, fundamentalmente, la estadística de la ocurrencia de los sucesos a estudio y el contraste antes y después de la experimentación. Todos los niños tienen, en mayor o menor medida, una opinión a priori desde edades muy tempranas, y en todas las culturas, de lo posible aunque indeterminado (intuición del azar). El objetivo global en esta etapa se centra en ajustar estos dos modos de asignación probabilística. 

Pero, pongamos a prueba nuestra intuición probabilística. La siguiente aplicación se puede configurar para extraer 1, 2, 3, 4 ó 5 bolas en cada extracción ( que luego son devueltas a la urna). Permite variar el número total de bolas en el interior de la urna, el número de bolas de cada color (entre tres colores posibles), el número asignado a cada bola, etc... Además, permite realizar extracciones de una en una o automáticas (sin parar, tantas como se desee). Es ideal para obtener las probabilidades empíricas de múltiples sucesos compuestos...

Invito al lector a realizar un sencillo experimento aleatorio, a que configure la aplicación con 4 bolas en el interior de la urna (dos bolas verdes y dos azules, por ejemplo) numeradas con 1, 2, 3 y 4 respectivamente. A que realice, de manera automática, tantas extracciones de 2 bolas con reposición como desee... ( mínimo 40 ó 50 extracciones). Pero, antes de comenzar con las extracciones automáticas, formule su hipótesis sobre el resultado del experimento en el que vamos a considerar las probabilidades de dos sucesos complementarios: que las dos bolas extraídas tengan el mismo color o que tengan color diferente...


Este applet desagregado forma parte de mi propuesta "Laboratorio Básico de Azar, Probabilidad y Combinatoria"  (1º Premio a MATERIALES EDUCATIVOS_2010. ITE). Macroaplicación en la que se aborda de manera EXPERIMENTAL el paso de las intuiciones sobre el azar y la probabilidad al razonamiento probabilístico a través de una aproximación frecuencial a la probabilidad. Se apoya en la realización de atractivos experimentos aleatorios.
(Ver a pantalla completa)


11 enero, 2014

Cálculo mental contextualizado de porcentajes sencillos

Las siguientes aplicaciones están incluidas en la macroaplicación "kit internivelar para la enseñanza-aprendizaje de fracciones, decimales y porcentajes". No obstante creo que es conveniente que las relacione aquí con el fin de que pasen menos desapercibidas.

"Rebajas 10%, 15%, 20%, 25% y 50%" implementa el mismo modelo TIC que "Compro, pago, me devuelven" y es un complemento de la misma, pues también utiliza el contexto de situaciones de compra para favorecer el desarrollo del cálculo mental manejando significativamente porcentajes sencillos de gran aplicación en la vida real.



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Las dos aplicaciones que se integran aquí bajo el título "Resolución asistida de problemas con fracciones" son una mejora de las que aparecen incluidas en "ProblemáTICas Primaria".



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Estas aplicaciones están relacionadas, a su vez,  en la colección "Biblioteca_Manipulables_Virtuales_Matemáticas_IV" ( dedicada a modelos y metamodelos_TIC de resolución de problemas)

25 febrero, 2013

Velocidad, móviles y razonamiento matemático

Ofrezco aquí la versión definitiva (ampliada y mejorada) de esta aplicación que ya fue presentada y tratada en dos post anteriores: 



    Se trata de la versión con la que a finales de septiembre me decidí a participar, un año más, en la convocatoria a  Premios al desarrollo de Materiales Educativos_2012 del Instituto Nacional de Tecnologías Educativas y de Formación del Profesorado (INTEF). En esta ocasión no he obtenido premio, lo cual asumo con total naturalidad y deportividad después de haber sido premiado en cinco convocatorias consecutivas... 



    Está pensada para niños/as del tercer ciclo de Primaria así como para la atención a la diversidad en ESO. Dispone de guías (didáctica y de utilización) así como de una justificación de la propuesta.


    Pantalla de acceso a los diferentes apartados de la aplicación


    17 noviembre, 2012

    Adaptando aplicaciones a su uso con PDI

    Desde "didactmaticprimaria" se continúa mejorando las aplicaciones que se ofrecen. Hoy aporto dos aplicaciones antiguas (de 2007 -entonces mi centro no disponía de pizarras digitales interactivas; ahora contamos con 10-) que han sido mejoradas para adaptarlas a su utilización con PDI : "Canicas" y "Multiplicando por partes ".

    Canicas. Simulación de problemas aritméticos.
    "Canicas" permite la realización de 20 problemas diferentes (divididos en dos niveles de dificultad) en los que hay que realizar una simulación de las relaciones expresadas entre el número de canicas que tiene Laura y las que tiene Luis. Se ha mejorado su adaptación a la PDI permitiendo que las cantidades se seleccionen mediante botones de incremento y no necesiten introducirse desde el teclado. Además, "obliga" a realizar la simulación (colocar a cada niño el número adecuado de canicas) para contabilizar aciertos.
    Otras muchas aplicaciones que tratan la RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS desde planteamientos no rutinarios e innovadores, profundizando en la búsqueda de "Metamodelos -TIC " se ofrecen en "Manipulables_Virtuales_Matemáticas_IV".


    Multiplicando por partes. Propiedad distributiva

    En "Multiplicando por partes " se ha mejorado su adaptación a la PDI permitiendo que los resultados de los productos parciales puedan ser introducidos, además de desde el teclado, pulsando sobre el panel de botones numéricos desplazable que aparece en pantalla. Además de sugerir un orden de completado, se ha posibilitado la elección libre de la casilla a completar.
    Permite practicar la multiplicación "por partes" basada en la propiedad distributiva del producto con respecto a la suma ( que es, a su vez, la estrategia fundamental para el cálculo multiplicativo). Presenta tres niveles o grados de dificultad diferentes. Forma parte de un conjunto de aplicaciones que abordan el cálculo multiplicativo desde la fase manipulativa, pasando por la fase gráfica, hasta llegar a la fase simbólica (sólo números, a la que corresponde esta aplicación)  ofrecidas en "Manipulables_Virtuales_Matemáticas_II".

    22 julio, 2012

    Simulaciones de móviles con velocidad constante y razonamiento matemático en Primaria.

    Razonamiento matemático con móviles. Educación Primaria.
    Desde didactmaticprimaria.com, se ofrece  un nuevo recurso educativo digital.
    Como complemento a la lección interactiva ofrecida en la entrada anterior de este blog (Métodos especiales de resolución de problemas aritméticos. Problemas de móviles en Primaria.), y siguiendo las consideraciones didáctico metodológicas que en la misma se hacen, he desarrollado esta nueva aplicación que va dirigida, como nivel/es de referencia, a alumnos/as de 10 años (5º de Primaria) en adelante.

    En la concepción teórica e implementación técnica de esta aplicación subyace el enfoque de "educación matemática realista", basada en la resolución de problemas (o retos). Toma como base teórica los trabajos de Vigostky, quien sostiene que el aprendizaje no está supeditado al desarrollo, sino que éste puede ser potenciado por las prácticas de enseñanza (tradicionalmente no se tratan en Primaria problemas de móviles sino que se postponen para Secundaria y, además, se resuelven de manera algebraica, haciendo uso de las ecuaciones. Aquí, en cambio, se utiliza fundamentalmente la experimentación -simulación-, el razonamiento numérico proporcional que todo alumno tiene en mayor o menor grado, las operaciones básicas y métodos aritméticos y gráfico-geométricos). Teniendo en cuenta las conceptualizaciones de Vigostky en torno a la zona de desarrollo próximo, las simulaciones (o modelizaciones)  constituyen un inmejorable andamiaje intuitivo sobre el que apoyar el razonamiento matemático que permite resolver los numerosos retos propuestos...

    Los modelos interactivos pueden ser utilizados para que los alumnos/as hagan sus hipótesis, expresen sus argumentos, adelanten soluciones aproximadas o exactas y verifiquen lo acertado o no de sus conjeturas.


    Requiere, como único conocimiento previo, el concepto intuitivo de velocidad que los/as alumnos/as de estas edades tienen (derivado de la frecuencia de su uso social en competiciones, carreras, automóvil familiar, etc...). Puesto que se trata de una magnitud que expresa, a su vez, la relación entre dos más sencillas (espacio recorrido y tiempo empleado), conviene profundizar en el significado de esta relación, sobre todo en orden a desarrollar el razonamiento numérico proporcional que los alumnos de estas edades poseen em mayor o menor grado. Mientras velocidad y espacio son magnitudes directamente proporcionales, velocidad y tiempo son magnitudes inversamente proporcionales...
    No se propone aquí el tratamiento formalizado de los contenidos del bloque de PROPORCIONALIDAD (propio de Educación Secundaria) pero sí se persigue favorecer, como ya se ha dicho, el razonamiento numérico proporcional utilizando diferentes métodos de resolución de problemas aritméticos: reducción a la unidad, uso de tablas de proporcionalidad, métodos gráfico-geométricos...

    Comienza enseñándoles a utilizar el cronómetro para medir tiempos con precisión. Además, los botones del cronómetro sirven para controlar el movimiento (iniciarlo, detenerlo, reiniciarlo) de los diferentes móviles (coches, corredora, insectos,..) que se utilizan en las simulaciones. Se invita a los/as alumnos/as a que realicen tantas simulaciones como deseen - manipulación de modelos gráficos interactivos-, calculen las velocidades a las que se mueven diferentes coches que recorren un mismo circuito a diferentes velocidades, o las diferentes velocidades  de varios insectos, etc...; se profundiza, desde varias ópticas, en la simulación y análisis de diferentes problemas de móviles ( cuando marchan en sentidos opuestos para encontrarse; cuando parten en el mismo instante, desde el mismo punto y con velocidades diferentes; cuando parten desde el mismo punto, en la misma dirección pero uno aventaja al otro); etc...

    Los retos propuestos (aproximadamente setenta) son realistas, poco rutinarios (no se busca la aplicación mecánica de una fórmula sino el uso del razonamiento numérico proporcional) y variados. 

    La aplicación está perfectamente adaptada para su utilización con PDI, pudiendo completarse campos numéricos y de texto haciendo uso de los botones de teclado que aparecen en las diferentes pantallas que lo necesitan. De análoga manera, otras pantallas permiten hacer visible, o invisible, una calculadora. Se informa al instante de lo correcto o incorrecto de los datos introducidos por el usuario.


    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"?

    27 mayo, 2012

    Grados de innovación, interactividad y generalidad de los contenidos educativos digitales para Matemáticas.

    No todo lo parecido es igual. Esto parece obvio, casi una perogrullada. Aplicando esta afirmación al caso concreto de los contenidos educativos digitales para el área de Matemáticas que se difunden por la red, nos encontramos con múltiples contenidos que tratan una misma temática, a veces una temática muy concreta, y que, sin embargo, pueden presentar diferencias notables en relación con el grado de innovación que implementan, el grado de interactividad - del lado del usuario - que permiten, el grado de generalidad con que se abarca el contenido, el enfoque didáctico subyacente, la estética, etc...
    Todos los contenidos educativos, al igual que todos los libros, tienen algo aprovechable y bueno. Pero es tal la cantidad de contenidos educativos a los que podemos acceder, tan elevado el número de personas que realiza sus listados propios - de acuerdo con sus saberes, preferencias, intereses,...-, tan dispar el grado de publicidad y marketing que reciben unos con respecto a otros, etc... que parecemos estar inexorablemente abocados a  la infoxicación.

    Cierta ausencia o bloqueo de la capacidad de análisis y procesamiento, o intereses muy particulares, se manifiestan en numerosos listados de contenidos en blogs personales y de aula, en repositorios, etc... En muchos de ellos parece que el único criterio de ordenamiento es la libre yuxtaposición de contenidos en relación con una temática. Consecuencia de lo anterior es que, con mucha frecuencia, aparecen listadas microaplicaciones elementales al mismo nivel que macroaplicaciones complejas, se relacionan, al mismo nivel, aplicaciones que suponen una amalgama de enfoques metodológicos diferentes, etc... En no pocos casos se publicitan con mayor énfasis las aplicaciones más mediocres a sabiendas que puede más el marketing que los análisis personales sobre la calidad y conveniencia de un determinado contenido educativo - o de un conjunto más o menos homogéneo de contenidos-. Con demasiada frecuencia, y con toda naturalidad, sumamos caos al caos...
     (Tengo pensado dedicar algunos post sobre esta temática concreta).

    Al margen de la libertad y legítima defensa de los intereses particulares que cada uno tenga, considero que es fundamental que el profesorado desarrolle, como parte de su conocimiento profesional docente, hábitos y habilidades de análisis sobre el interés didáctico de los contenidos educativos que maneja.
    Como ese, precisamente, es uno de  los objetivos  de este blog, y aunque las comparaciones resultan odiosas, me voy a servir de dos aplicaciones que tratan, ambas, de una curiosa manera (Método de Montecarlo) de calcular, de manera aproximada, el área de una figura. Puede resultar muy interesante y enriquecedor para los maestros/as que no lo conozcan. Hay alumnos del tercer ciclo de Primaria que lo comprenden, pues sólo requiere, como conocimiento previo, entender perfectamente el concepto de relación o cociente entre dos cantidades. 

    Creo que ambas aplicaciones merecen, como mínimo, el calificativo de buenas. Sin tener en cuenta que una está realizada con Java (la segunda) y otra con Flash (la primera), se pueden descubrir diferencias notables entre ellas:

    Primera aplicación (incluída en "Laboratorio Básico de Azar, Probabilidad y Combinatoria")

     


    Segunda aplicación (incluida en materiales educativos para Primaria del Proyecto Gauss)



    ¿Cuáles son esas diferencias? ¿Son diferencias relevantes? ¿Se aprecian con facilidad o, por el contrario, requieren detenimiento y saberes específicos?

    16 noviembre, 2011

    Metamodelos y modelos TIC (III) en la resolución de problemas.

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    En Metamodelos y modelos TIC (II) en la resolución de problemas pudimos comprobar que en "ProblemáTICas Primaria" se ofrecía una amplia gama de metamodelos y modelos TIC para la resolución de problemas.

    En este artículo voy a analizar con más detalle un metamodelo de RP que las TICs hacen posible, LA SIMULACIÓN (entendida como representación dinámica de la situación problemática propuesta, de manera que permita su tratamiento en el ordenador).


    Obviamente en este metamodelo se pueden incluir múltiples modelos. Cada uno de ellos puede ser considerado una variante de otro en función de que incida más o menos sobre una determinada variable didáctica de la tarea.
    No pretendo hacer aquí un listado exhaustivo de modelos concretos de simulación, ni de ponerles nombre...Pretendo sencillamente utilizar la teoría de los metamodelos y modelos para poner de manifiesto la importancia de la NATURALEZA PROCEDIMENTAL DE LAS TAREAS_TIC propuestas a nuestros/as alumnos/as...
    Se puede realizar la simulación de situaciones problemáticas sin utilizar las TIC, pero el ordenador añade posibilidades nuevas de importancia fundamental para la enseñanza-aprendizaje: la evaluación de las hipótesis o comprobación de los resultados - que hace posible el aprendizaje autónomo y semidirigido- como mecanismo esencial para la retroalimentación del aprendizaje; la representación más o menos esquematizada de la situación integrando diferentes formas y tipos de información (gráfica, numérica,...); la inclusión de ayudas contextualizada que suponen un "andamiaje" para la realización de la tarea, el establecimiento de diferentes niveles de dificultad para adecuarse a la diversidad del alumnado; estadística sobre el grado de eficacia en la realización de la actividad,...

    En este caso, la aplicación no valora lo correcto o incorrecto de los números introducidos como respuesta o solución en un problema. No se pide una respuesta numérica... La aplicación "sabe", en cada momento, cómo están situadas las frutas sobre los platos, tanto cuantitativa como cualitativamente, de manera que detecta cualquier error, permitiendo una comprobación precisa de lo realizado y favoreciendo, así, la solución de la situación problemática propuesta...

    En este otro caso los problemas que se proponen, de naturaleza geométrica, se resuelven determinando las características de la construcción pedida y llevándola a cabo. El ordenador, al margen de las múltiples manipulaciones -no previstas de antemano- que pueda realizar el ususario, debe "saber" si la construcción_solución propuesta por el usuario es, o no, la correcta. Para posibilitar tal grado de interactividad al servicio del aprendizaje autónomo, la aplicación debe contar con complejas funciones de comprobación que requieren un buen dominio de la programación...

    Lo anterior conecta con un tema extraordinariamente relevante en relación con el diseño de contenidos educativos digitales: La naturaleza procedimental de las tareas_TIC propuestas a los/as alumnos, la diversidad de las mismas, son variables fundamentales para la valoración de la calidad de las mismas. Al mismo tiempo, la riqueza procedimental de las tareas vendrá determinada por dos factores fundamentales: las posibilidades al respecto del programa de autor utilizado para el diseño de la tarea y el grado de dominio o aprovechamiento, por parte del autor, de las posibilidades funcionales de la herramienta de autor utilizada.


    Dado que los programas de autor se definen como "Tipo de aplicaciones que permiten a sus usuarios crear sus propios proyectos multimedia con poca o nada de programación", ¿permitirán estos programas que los profesores diseñen aplicaciones que propongan tareas suficientemente interactivas, variadas y ricas desde el punto de vista de su naturaleza procedimental?

    Un buen número de herramientas de autor permiten actualmente, de una manera relativamente sencilla, la realización de puzzles, relacionar, completar, elección múltiple, sopa de letras, etc...¿Se podrá lograr con herramientas de autor tales como JClic, Edilim, Cuadernia, Ardora, Hot Potatoes, eXelearning, Lams, Myscapbook, PHPWebQuest, Squeak, Quandary, etc...aplicaciones educativas con una interactividad suficiente como para proponer tareas de simulación en matemáticas?

    Sobre este tema, profundizaré en artículos posteriores.



    Este otro modelo de simulación no contempla la evaluación de la tarea realizada por el usuario.
    Cuando en la simulación de una situación problemática la aplicación TIC integra correctamente la representación y configuración de todos los elementos y variables que son fundamentales en la misma (puede integrar también otros elementos auxiliares) la aplicación adquiere la categoría de laboratorio virtual. Se favorece no ya la resolución de un problema particular sino dar el salto hacia la generalización a partir de la experimentación, la investigación y el descubrimiento...

    Una tipología de situaciones problemáticas en las que la simulación con TICs muestra su potencial es en aquellas en las que un determinado experimento debe repetirse un número elevado de veces en las mismas o parecidas condiciones. Es el caso de la simulación de experimentos aleatorios. La simulación, aquí, adquiere la categoría de experimentación y la aplicación que permite llevarla a cabo, la categoría de laboratorio virtual.
    Obsérvese que el problema propuesto (y otros muchos más)  puede ser resuelto de manera experimental, sin necesidad de conocimientos teóricos sobre probabilidad, con sólo ajustar determinados parámetros de configuración de la aplicación, pulsar sobre "extracciones automáticas", esperar a que se haya realizado un número de extracciones que muestre una tendencia clara e interpretar los datos obtenidos...(En la historia de la Probabilidad no fue primero la teoría sino la realización de experimentos aleatorios. Esto se ilustra muy bien en el submenú "Situaciones Problemáticas" del recurso "Laboratorio básico de Azar, Probabilidad y Combinatoria").


    Directamente relacionado con la simulación como metamodelo_TIC, es el diseño de materiales didácticos virtuales que tienen su correspondiente analógico en el mercado (balanzas numéricas, relojes didácticos, bloques multibase, geoplanos, ábacos, juegos de poliedros, etc...) así como otros manipuladores virtuales. Pero, ¿qué nos deparará el futuro en este sentido? Actualmente ya se están utilizando Entornos de Simulación para La Formación Profesional.