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División en 5º y 6º año de la escuela primaria - PDF
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Claudia Álvarez Carmona
1 División en 5º y 6º año de la escuela primaria Una propuesta para el estudio de las relaciones entre dividendo, divisor, cociente y resto Programa Maestros y profesores enseñando y aprendiendo de la Dirección de Capacitación Proyecto Fortalecimiento de la enseñanza de la matemática en el segundo ciclo de la Educación Primaria
2 Provincia de Buenos Aires Gobernador Ing. Felipe Solá Directora General de Cultura y Educación Dra. Adriana Puiggrós Vicepresidente 1 del Consejo General de Cultura y Educación Lic. Rafael Gagliano Jefe de Gabinete Lic. Luciano Sanguinetti Unidad Ejecutora Provincial C.P.N. Delia Beatriz Grisolía Subsecretario de Educación Ing. Eduardo Dillon Directora Provincial de Educación Superior y Capacitación Educativa Lic. María Verónica Piovani Directora de Capacitación Lic. María Alejandra Paz Directora Provincial de Educación Primaria Prof. Mirta Torres Directora de Gestión Curricular Lic. Patricia Garavaglia Director Provincial de Información y Planeamiento Educativo Lic. Carlos Giordano Director de Producción de Contenidos Lic. Santiago Albarracín
3 División en 5º y 6º año de la escuela primaria Una propuesta para el estudio de las relaciones entre dividendo, divisor, cociente y resto Programa Maestros y profesores enseñando y aprendiendo de la Dirección de Capacitación Proyecto Fortalecimiento de la enseñanza de la matemática en el segundo ciclo de la Educación Primaria Material destinado a equipos docentes, directivos e inspectores Coordinadora Asesora Lic. Claudia Broitman Autoras Prof. Mónica Escobar Prof. Mónica Salgado Documento de apoyo para la capacitación DGCyE / Subsecretaría de Educación
4 Dirección General de Cultura y Educación Dirección Provincial de Planeamiento Dirección de Producción de Contenidos calle 13 entre 56 y 57 (1900) La Plata Provincia de Buenos Aires Junio de 2007
5 Índice Presentación Acerca de la enseñanza de la división en la escuela primaria... 9 Una propuesta para trabajar las relaciones entre dividendo, divisor, cociente y resto Primera etapa: la división como herramienta para resolver problemas de organización rectangular Segunda etapa: cómo averiguar el dividendo y el divisor a partir del cociente y el resto Tercera etapa: cómo varían el resto o el dividendo cuando se modifican los otros números Cuarta etapa: cómo determinar divisor y resto o dividendo y cociente. Cómo averiguar el resto usando la calculadora Quinta etapa: reorganizar los problemas y sistematizar el estudio Anexo: problemas de las diferentes etapas Bibliografía... 45
6 El material que se presenta a continuación, fue elaborado en el marco del Proyecto Fortalecimiento para la Enseñanza de la Matemática en el segundo ciclo de la Educación Primaria. La secuencia de problemas que se incluye, fue implementada en el Desafío matemático durante el año 2006, que forma parte de dicho proyecto. Las autoras agradecen el compromiso de trabajo de los participantes: inspectores, directores, maestros, alumnos, familia y capacitadores de Equipos Técnicos Regionales de Capacitación. Su aporte permanente, las discusiones compartidas en el seno del trabajo, los procedimientos desplegados por los niños y las diversas intervenciones de los docentes han permitido la elaboración de este documento que se acerca a las escuelas. 6 DGCyE / Subsecretaría de Educación
7 Presentación El presente documento tiene el propósito de comunicar una propuesta de trabajo sobre la división en segundo ciclo de la escuela primaria, en particular sobre las relaciones entre el dividendo, divisor, cociente y resto. La secuencia de problemas que se presenta en este documento fue implementada en el marco del proyecto Desafío matemático durante el año Se incluye un análisis de los problemas en el que se consideran diversos procedimientos de resolución y errores que los niños pueden desplegar. Se proponen posibles intervenciones docentes que tienen la intención de promover discusiones en relación con los conocimientos que circulan en la clase y que el docente tiene la responsabilidad de hacer evolucionar. A su vez, se abordan aspectos ligados al trabajo matemático de los alumnos y a los roles del docente que lo posibilitan. El marco teórico desde el cual se ha realizado la propuesta es la Didáctica de la Matemática. Consideramos en particular los aportes de Brousseau (1986) sobre las condiciones para que haya un trabajo matemático por parte de los alumnos y de Vergnaud (1986) sobre el campo conceptual multiplicativo. A su vez, entre las principales contribuciones específicas sobre la enseñanza de la división contamos con los aportes de Saiz (1996), Sadovsky (2005) y la presentación de un recorte de la tesis de doctorado de Patricia Sadovsky realizada en el marco de la jornada Las interacciones con los procedimientos de los otros. Nuevos problemas, nuevos conocimientos organizada por la Red Latinoamericana de Alfabetización (2003). Otros materiales de apoyo sobre la enseñanza de las operaciones han sido los siguientes: de la DGCyE de la provincia de Buenos Aires, Orientaciones Didácticas para la Enseñanza de la Multiplicación en los tres ciclos de la EGB (2001), Orientaciones Didácticas para la Enseñanza de la División en los tres ciclos de la EGB (2001) y Aportes didácticos para el trabajo con la calculadora en los tres ciclos de la EGB (2001); de la Ciudad de Buenos Aires, Documento Curricular Número 4 (1997) y Documento de actualización curricular para 7º grado (2000). 1 1 Los documentos mencionados están disponibles en el portal y en División en 5º y 6º año de la escuela primaria 7
8 Acerca de la enseñanza de la división en la escuela primaria La enseñanza de la división genera en los docentes muchas inquietudes. Por un lado, se cuestiona qué significa saber dividir. Las respuestas que la escuela puede dar a este interrogante son muy amplias y de acuerdo con ellas se enfatizará el trabajo sobre diferentes aspectos, por ejemplo, el dominio de los algoritmos o la resolución de determinado tipo de problemas. A su vez, se tomarán decisiones respecto del año en que será objeto de estudio o del tiempo que se le destinará a lo largo de varios años. Otra preocupación presente también en la enseñanza de la suma, la resta y la multiplicación se vincula a cómo ayudar a los alumnos a reconocer las ocasiones de empleo de la división como herramienta de resolución de determinado problema. Y suele ocupar un lugar central la pregunta sobre cómo enseñar el algoritmo de la división?, fundamentalmente al entrar en escena la división por dos cifras. Se discute habitualmente si se habilita la escritura de la resta y cuándo sacarla. A partir de la producción didáctica de los últimos años, se ha empezado a reconocer que la división es un concepto muy complejo que requiere ser abordado a lo largo de muchos años. Veamos algunos aspectos de un recorrido posible. El concepto de división permite resolver diversos problemas, entre los que se encuentran los que permiten averiguar cuánto le corresponde a cada parte dentro de un reparto o en cuántas partes se puede repartir determinada cantidad conociendo lo que recibe cada una. Ya desde 1º y 2º año los alumnos pueden resolver problemas por medio de diferentes estrategias (dibujar, contar, sumar o restar). Por ejemplo: Se quieren repartir 24 caramelos entre 6 chicos y que todos reciban la misma cantidad. Cuántos le dan a cada uno? (problema de reparto) o Se quieren ordenar 24 discos compactos en estuches con capacidad para 6 discos. Cuántos estuches se necesitan? (problema de partición). 1 En 3º y 4º año, el maestro podrá proponer problemas de reparto y partición que impliquen analizar qué sucede con el resto, por ejemplo: Se quieren ordenar 26 discos compactos en 4 estuches con capacidad para 6 discos. Puedo colocarlos a todos? Sobran? Cuántos? En este problema de reparto, sobran discos. Al analizar qué se hace con el resto, se podrá concluir que en este caso no se puede seguir repartiendo. En otros problemas el resto admite ser fraccionado. Por ejemplo al repartir chocolates o dinero: Juan tiene 15 alfajores y quiere repartirlos entre sus dos amigos en partes iguales. Cuántos alfajores obtendrá cada uno?. Este tipo de problemas es una buena 1 Para ampliar sobre la enseñanza de la división en primer ciclo consultar DGCyE (1999), Broitman (1998 y 1999). División en 5º y 6º año de la escuela primaria 9
9 vía de entrada al uso de 1/4 o 1/2. En otros problemas el resto exige considerar uno más, por ejemplo: Se quieren ordenar 26 discos compactos en estuches con capacidad para 6 discos. Cuántos estuches se necesitan? Si bien el cociente es 4, al sobrar 2, se necesita un estuche más. La respuesta al problema será: 5 estuches. En estos grados, simultáneamente a trabajar una diversidad de problemas, es posible abordar algunas relaciones entre multiplicación y división. Por ejemplo: Si se usa que 5 x 7 = 35, cuánto será 35 : 5? Y 35 : 7?. También será interesante presentar cálculos mentales antes de conocer los algoritmos: 1000: 2= 5000:5= 500:2= 2000: 4=. Entre 3º y 4º los alumnos pueden estudiar diferentes algoritmos de la división, tales como aquellos en los que se evidencian las restas explicitando los pasos intermedios siendo por ello más extenso y a la vez más transparente. Por ejemplo: 4560 / (x4) (x4) (x4) Este cálculo involucra poner en juego conocimientos sobre la descomposición de números y la multiplicación por la unidad seguida de ceros. Será de gran importancia promover el apoyo en la estimación del cociente para favorecer el control de los resultados que obtienen. Progresivamente se irá avanzando hacia la comparación entre diversos algoritmos producidos por los alumnos y algoritmos convencionales. El trabajo simultáneo con el cálculo mental, el cálculo estimativo, el cálculo con calculadora y el cálculo algorítmico (cuentas más convencionales) permitirá ir enriqueciendo los recursos para resolver problemas cada vez más complejos. Entre 4º y 6º grado los alumnos pueden conocer y estudiar diferentes tipos de problemas que amplían el sentido de la división a nuevos problemas, por ejemplo los problemas que implican averiguar cuántas veces entra un número dentro de otro: 2 Estoy en el número 125, si doy saltos para atrás de 4 en 4, cuál es el número al que llegaré antes del 0? Cuántos saltos daré?. Inicialmente los alumnos no reconocen a la división como una herramienta de resolución. Podrán recurrir a dibujar la recta señalando los saltos, a restar 4 sucesivamente a 125. La reflexión y comparación de estrategias en torno a los procedimientos desplegados permitirá avanzar hacia el reconocimiento de la división como un recurso más económico. Otro conjunto de problemas a proponer a los alumnos, a partir de 3º y 4º año, promueve la reflexión sobre el funcionamiento de la división como herramienta que permite resolver problemas de proporcionalidad, como: En 8 paquetes iguales hay 1000 alfileres, cuántos habrá en cada paquete? y problemas que involucran filas y columnas por ejemplo, Si hay 240 baldosas para un patio y se disponen en 8 filas, cuántas baldosas por fila hay?. 3 En el 2º ciclo se profundiza el estudio de estrategias de cálculo mental y las relaciones entre la división y la multiplicación, por ejemplo: 4 A partir del resultado de esta división 2400 : 30 = 80, resolvé los siguientes cálculos: 2 Estos problemas aparecen en documentos ya mencionados como problemas de iteración o congruencia. 3 Estos problemas aparecen en documentos ya mencionados como problemas de organizaciones rectangulares y serán abordados en la primera etapa de este documento. 4 Otras propuestas similares en Broitman, C. (2005). DGCyE / Subsecretaría de Educación 10
10 80 x 30 = : 30 = : 40 = El estudio de las propiedades de las operaciones entre 5º y 6º grado permitirá incluso avanzar hacia la anticipación de resultados sin hacer cálculos. Por ejemplo: Dará lo mismo 144 : 12 que 144: 4 : 3? Y que 144: 6 : 2?. A partir del cálculo 13200: 3= 4400, cuánto será el resultado de 13200: 6? Y 13200: 12?. En 6º año se espera, a su vez, que se inicien en el estudio de los criterios de divisibilidad y en el uso de conceptos de múltiplos y divisores para resolver una amplia gama de problemas que involucran también la división. Por ejemplo: Será cierto que si un número termina en 3 es múltiplo de 3?. Será cierto que si divido a un número por 12 y su resto es 0, si lo divido por 6 también el resto será 0? Es importante vincular estos conceptos con los problemas antes mencionados (de iteración), por ejemplo: Si estoy en el número 136 y doy saltos para atrás de 3 en 3, llegaré justo al 0?. Hemos planteado algunos aspectos de un recorrido excesivamente sintético e incompleto para enfatizar el largo plazo en el estudio de este concepto y mostrar la diversidad de aspectos que compromete. Saber dividir implica reconocer a la división como herramienta de resolución en las mencionadas clases de problemas y dominar cada vez más variadas estrategias de cálculo mental, estimativo, algorítmico y con calculadora. En 5º y 6º año es importante también que los alumnos se enfrenten a la resolución de problemas que les permitan dar una vuelta de tuerca sobre la división, analizando, con más profundidad las relaciones entre dividendo, divisor, cociente y resto 6. Este será el tema de este documento. 6 Se retomará el análisis de esta clase de problemas que aparece en Aportes para el fortalecimiento de la enseñanza de la matemática en la EGB, DGCyE. (2001). División en 5º y 6º año de la escuela primaria 11
11 Una propuesta para trabajar las relaciones entre dividendo, divisor, cociente y resto Este tipo de problemas permite estudiar un nuevo aspecto de cómo funciona la división, herramienta a la que se ha recurrido para resolver diversidad de problemas en años anteriores y sobre la que ahora se propondrá una mirada más interna respecto de su funcionamiento. La propuesta sobre la enseñanza de la división que se presenta a continuación fue trabajada con alumnos de 6 año en el marco del proyecto Desafío matemático durante el año 2006 en las escuelas de gestión pública de la provincia de Buenos Aires. La intención de comunicarla tiene el doble propósito de promover el análisis de lo sucedido durante su implementación dirigida especialmente a los docentes participantes del proyecto y, a su vez, ser comunicada como propuesta a todos los docentes de escuela primaria para que pueda ser nuevamente implementada dentro y fuera del marco de este proyecto. Los contenidos que se abordan son los siguientes: 1 Análisis de la relación Dividendo = Cociente x divisor + resto y resto menor que divisor y mayor o igual a 0. 2 Establecimiento de condiciones a partir de las cuales se admiten infinitos valores, una solución única, no se admite solución o se admite una cantidad determinada de valores. 3 Uso de la calculadora para reconstruir el resto de la división. La propuesta consta de cinco etapas, cada una de ellas podrá requerir de una o más clases. En cada una se abordan contenidos ligados a la enseñanza de la división y, simultáneamente, otros ligados al modo de producir propio de la matemática, referidos a las normas, a las reglas del juego matemático. En la primera etapa se proponen una o dos clases en las que se presentan problemas donde se estudia la división como herramienta para resolver problemas de organización rectangular. Es propósito de esta etapa poner en circulación algunos conocimientos que tienen los alumnos sobre multiplicación y división. En la segunda etapa se ponen en juego las relaciones mencionadas a través de problemas que involucran averiguar el dividendo y el divisor teniendo como dato los valores del cociente y del resto. En esta etapa, se introduce la pregunta sobre la cantidad de soluciones que admite el problema, siendo infinitas en el caso seleccionado. Se inicia la reflexión sobre un aspecto ligado a las normas del trabajo matemático que puede resultar una ruptura respecto de lo habitual: adjudicar valores arbitrarios al divisor. División en 5º y 6º año de la escuela primaria 13
12 En la tercera etapa se proponen problemas que implican analizar cómo varían el resto o el dividendo cuando se modifican los valores de los otros números. Se avanza en el análisis de la cantidad de soluciones que admite cada problema. En la cuarta etapa se propone inicialmente analizar cómo determinar el divisor y el resto a partir del dividendo y el cociente y, luego a la inversa, cómo determinar el dividendo y el cociente a partir del divisor y el resto. Se profundiza el análisis de la cantidad de soluciones. Se introduce el uso de la calculadora para averiguar el resto a partir de la expresión decimal de un cociente. En la quinta etapa se propone retomar las conclusiones a las que se arribaron en las etapas precedentes. Si bien este trabajo se propone al iniciar cada etapa, es interesante plantear una revisión global, al finalizar la secuencia, que aborde todo lo realizado a lo largo de la misma. Se apunta a favorecer la identificación de los conocimientos que circularon en este conjunto de clases, a comparar unos problemas con otros estableciendo semejanzas y diferencias y a que los alumnos tomen conciencia de lo que han aprendido. Es una etapa dirigida especialmente a organizar aquello que se ha estudiado. Consta de actividades individuales, grupales y colectivas. En cada etapa se presenta una colección de problemas y su análisis didáctico que incluye cuáles son los conocimientos puestos en juego por los alumnos para resolver los problemas, cuáles son nuevos y forman parte de los conocimientos que van elaborando al resolverlos, un análisis de posibles procedimientos y errores que los niños pueden desplegar y posibles intervenciones docentes. Primera etapa: la división como herramienta para resolver problemas de organización rectangular Los problemas de organización rectangular son aquellos que involucran una organización espacial en filas y columnas. Este tipo de problemas puede ser abordado desde primer ciclo. Los primeros problemas que se presentan a los alumnos plantean como incógnita la cantidad total de elementos. Por ejemplo, en 2º o 3º año: En la escuela se organiza una función de títeres. Las sillas para el público se colocarán en 9 filas de 15 sillas cada una. Cuántas sillas se usarán?. Inicialmente, para resolverlos los niños podrán dibujar las sillas y proceder a contarlas. Más adelante, pondrán en juego procedimientos de cálculo realizando sumas. Para promover el avance del dibujo al cálculo se podrá aumentar la cantidad de sillas. A partir del análisis de lo realizado, se apuntará a que los niños identifiquen que las filas y columnas tienen la misma cantidad de elementos y que la suma es un recurso de cálculo que permite resolver el problema. Más adelante, se tenderá a que reconozcan que estos problemas también se pueden resolver multiplicando. En 3er año se avanza en el estudio de estos problemas y se inicia el reconocimiento de la división como herramienta de resolución de este tipo de problemas, aspecto que será profundizado en el 2do ciclo. Por ejemplo: En la escuela se organiza una función de títeres. Se colocarán 120 sillas para el público. Si en cada fila se colocan 15 sillas, cuántas filas pueden armarse?. Algunos niños no recurrirán a la división desde un inicio: dibujarán filas de 15 sillas hasta completar las 120 que constituyen el total, buscarán cuál es el número que multiplicado por 15 da 120. Se irá avanzando hacia el reconocimiento de la división como herramienta que permite averiguar el factor faltante. En otros problemas en que se sabe la cantidad de filas se puede preguntar por la cantidad de sillas que tendrá cada fila: En la escuela se organiza una función de títeres. Se colocarán 120 sillas para el público. Se armarán 9 filas de la misma cantidad de sillas cada una. Cuántas sillas tendrá cada fila?. DGCyE / Subsecretaría de Educación 14
13 Los problemas presentados hasta el momento, tienen resto cero. En este tipo de problemas la multiplicación y la división funcionan como operaciones inversas. Si se conoce el valor de las filas y las columnas puede averiguarse el total de las sillas a través de una multiplicación. Si, en cambio, se dispone del dato del total de sillas y de la cantidad de filas, se puede averiguar cuántas sillas tiene cada fila dividiendo los datos entre sí. Asimismo, si se conocen el total y la cantidad de sillas por fila, se puede arribar a la cantidad de filas dividiendo ambos valores. Se presenta a continuación un ejemplo en el que el resto es distinto de cero: En la escuela se organiza una función de títeres. Hay 123 sillas para los actos escolares. Si se colocan en 9 filas, cuántas sillas tendrá cada fila? Sobran sillas? Cuántas?. En este caso, el resto no se puede seguir repartiendo, por lo cual sobran sillas7. Para resolver este problema los alumnos podrán recurrir a gráficos o a cálculos que representen la situación: 1. Sumar 9 tantas veces como sea necesario hasta llegar a 123. En este caso llegan a 120 y sobran Restar desde 123 muchas veces 9 3. Buscar una multiplicación 9 x 15 = = Usar la división 123 / Comparar las diversas estrategias utilizadas permitirá reconocer a la división como una manera económica de encontrar la solución. Si los alumnos no hubieran estudiado esta clase de problemas entre 3º y 4º año, será un buen momento para hacerlo antes de iniciar la 1º etapa de esta secuencia. La colección anterior de problemas podrá ser planteada en una o dos clases. En esta primera etapa se presenta el siguiente problema: Problema 1 El piso del aula es rectangular y tiene en total 330 cerámicos. Todos los cerámicos son cuadrados y están enteros. En cada fila hay más de 12 y menos de 18 cerámicos. a. Cuántos cerámicos hay en cada fila? b. Cuántos en cada columna? c. Hay una sola posibilidad? Por qué?. Se espera que al avanzar en la resolución del problema los alumnos reinviertan sus conocimientos respecto de la multiplicación y la división. Podrán desplegar procedimientos más ligados a representaciones gráficas de la situación, otros vinculados con la multiplicación y otros con la división. Podrán iniciar la resolución por algún procedimiento más costoso y en el proceso abandonarlo por otro que consideran más económico o confiable. La diversidad de procedimientos brindará un marco apropiado para generar espacios de discusión en el momento de trabajo colectivo en el que se propiciará la comparación entre los variados intentos argumentando a favor de unos u otros teniendo en cuenta su pertinencia, economía, confiabilidad. En qué sentido este problema prepara el terreno para las relaciones entre dividendo, divisor, cociente y resto? En este primer problema se inicia el análisis de las relaciones entre dividendo, divisor y cociente cuando el resto es 0. En las siguientes etapas se avanza en el análisis de las relaciones que se establecen con el resto y cómo se modifican unos números respecto de los cambios de otros. 7 Este aspecto será abordado en la etapa 4 de este documento. En el problema 3 de esa etapa se presenta una situación de reparto de caramelos, el resto no admite ser dividido, el cociente no admite una expresión decimal.
14 División en 5º y 6º año de la escuela primaria 15
15 Por otra parte, se profundizan las relaciones entre multiplicación y división. Frecuentemente, los alumnos asumen ambas operaciones como desvinculadas, y de no mediar un trabajo que tienda a explicitar estas relaciones podrían permanecer ocultas para los niños. Enfrentarse a este tipo de problemas colabora en hacer evidentes las relaciones entre ambas. Algunos de los procedimientos que despliegan los alumnos se vinculan con este aspecto: Tengo que encontrar un número entre 12 y 18 que me dé justo 330 porque no tienen que sobrar cerámicos. El 15 da justo 330. Entonces tengo que encontrar un número que multiplicado por 15 me dé 330. Este tipo de razonamiento hace jugar las relaciones entre multiplicación y división aunque no se registren por escrito en forma de cálculo. O bien puede ser pensado como una división con incógnitas, donde 330 es el dividendo, el divisor es un número entre 12 y 18 y el resto es 0. La idea implícita de múltiplos y divisores está presente en varias estrategias. Algunos alumnos podrán apelar incluso explícitamente a dichos conceptos: buscar divisores de 330 entre 12 y 18. En este primer problema comienza a circular un procedimiento que será puesto en juego en las siguientes etapas: emprender la búsqueda de factores (d x c) que den como resultado el dividendo. El problema está contextualizado en una situación hipotética y en las siguientes etapas se va desprendiendo de estos contextos de modo de centrarse en el análisis de las relaciones entre D, d, c y r. El problema enfrenta a los alumnos a reflexionar sobre la cantidad de soluciones posibles. Poner en discusión esta respuesta permite un avance en sus conocimientos dirigido a reconocer que hay problemas que tienen una solución8, otros que tienen varias, otros que tienen infinitas, otros que no tienen solución. Este aspecto será retomado a lo largo de toda la secuencia. A su vez los alumnos podrán advertir que diferentes estrategias permiten resolver un mismo problema, que una misma operación en este caso la división permite resolver distintos tipos de problemas. Cómo organizar la clase? Inicialmente los alumnos interactúan con el problema en forma individual. En este momento de trabajo el alumno se enfrenta al problema e intenta comprender lo que el mismo plantea. El docente puede intervenir para favorecer su comprensión por parte del alumno brindando la información que resulte necesaria para entender la consigna sin informar sobre la resolución del mismo. Durante la clase, el docente podrá reiterar la consigna o las condiciones del problema (por ejemplo, que la cantidad de cerámicos está entre 12 y 18) de modo de favorecer que el alumno se centre en la tarea. El tipo de trabajo requerido al alumno exige una posición sin duda exploratoria: el alumno no conoce la respuesta y tampoco le es evidente cómo llegar a ella. Pero a la vez tiene recursos para explorar. Los niños inician un procedimiento de resolución poniendo en juego los conocimientos de los que disponen, abandonan los caminos que consideran erróneos e intentan nuevas alternativas. El docente observa el trabajo de los alumnos pudiendo intervenir para sugerir un procedimiento al alumno que no puede iniciar la resolución, solicitar el registro escrito de sus procedimientos para facilitar el intercambio grupal al comunicar sus estrategias de resolución. Posteriormente se propone generar un espacio en pequeños grupos en el que los alumnos intercambian ideas, comparten procedimientos, dan cuenta de las razones que los llevaron a tomar algunas decisiones, se hacen preguntas, revisan errores propios y ajenos, interpretan sus propias anotaciones y las de sus pares, reformulan su producción, llegan a una respuesta común o admiten diversas respuestas posibles. Al finalizar la resolución, deberán explicar al resto de la clase lo realizado en el grupo (pudiendo comunicar parte del proceso, errores, caminos descartados, motivos de la elección de la respuesta). 9 8 Los niños pueden confundir cantidad de soluciones con diversidad de procedimientos por los que se puede arribar a la solución. Será interesante advertir si los niños logran distinguir estas dos ideas. 9 Es conveniente que esta explicación oral se apoye en un registro escrito que el grupo realice durante el trabajo grupal. DGCyE / Subsecretaría de Educación 16
16 Finalmente se realiza un intercambio con el grupo total en el que cada grupo comunica a los otros grupos el trabajo realizado, se analizan o comparan procedimientos, se arriba a conclusiones. La puesta en común presenta la oportunidad de analizar los errores producidos, tarea relevante ya que los alumnos identifican los procedimientos que no llevan a la solución correcta ampliando el sentido de los conocimientos trabajados. Este análisis mejora las condiciones de control de sus producciones y les ayuda a descartar procedimientos inadecuados en la resolución de nuevos problemas. El Problema 1 en las aulas A continuación se relevan algunos procedimientos, acertados o erróneos, que fueron producidos por los alumnos al enfrentarse a la resolución de este problema en el marco del trabajo grupal o colectivo. Los mismos dan cuenta de la diversidad de respuestas y conocimientos que se ponen en circulación en las aulas10. A su vez, nos muestran la profundidad y claridad de las explicaciones de los niños cuando se crean las condiciones didácticas que favorecen la discusión con los pares, la expresión de ideas y la explicitación de argumentos. Una de las respuestas observadas se basó en una representación gráfica y la puesta en juego de los conocimientos sobre la multiplicación y la división que tenían disponibles. En este caso resultó pertinente analizar en la puesta en común cómo llegaron a determinar la cantidad de cerámicos de cada pared. Algunos niños realizaron el gráfico para comunicar su respuesta, calcularon que eran 22 filas de 15 cerámicos cada una y luego lo graficaron. Otros niños produjeron distintos intentos gráficos o numéricos hasta encontrar el correcto. Por ejemplo, comenzaron dibujando una fila de 13 cerámicos y continuaron superponiendo filas de 13 cerámicos. Al terminar cada fila, contaban el total. Fueron realizando ajustes. Si bien algunos niños abandonaron este procedimiento por ser costoso, les permitió reconocer que podían resolver el problema sumando o multiplicando. Al analizar y comparar los distintos procedimientos durante la puesta en común, los niños expresaron: Este problema se puede resolver dibujando y contando uno por uno los cerámicos pero es muy largo. Esta idea pudo ser retomada al registrar las conclusiones a las que arribaron a partir del trabajo realizado. Otros iniciaron la búsqueda probando con diferentes pares de factores que arrojaran 330 como producto, poniendo en juego sus conocimientos sobre la multiplicación. Este procedimiento resultó más costoso. Por ejemplo: Hicimos 13 x 36 = 468 y no da, después probamos con 14, con 15, con 16 y con 17 porque son los números con los que se podía. Si bien el intervalo acota los números con los cuales explorar, el segundo factor no está determinado. Los alumnos que no logran anticipar un número posible, toman al azar distintos números lo cual extiende la búsqueda y la torna estéril. Al no reconocer que pueden dividir 330 por esos números para encontrar el número de filas, dejan abierto a infinitas posibilidades con las cuales probar. Podrán ir realizando ajustes en función de los resultados que obtienen, dicen me paso, tiene que ser más chico, estamos cerca. Los que emprenden este camino reconocen que es costoso e infructuoso y tienden a abandonarlo. En la fase individual no todos logran iniciar otro procedimiento, pero sí logran reconocer otros en la instancia del pequeño grupo. Al analizarlos, los niños dicen no te conviene probar con cualquier número. Varios buscaron sucesivos múltiplos de 13, 14, 15,16 y 17 para ver en qué casos lograban arribar a 330. Al explicar sus ideas expresaron: Para que el número termine en cero (330) debe ser múltiplo de 15 porque 330 termina en cero, por lo que el divisor debe terminar en cero o en cinco. Además 10 Los procedimientos, errores e intervenciones docentes fueron relevados en el marco del trabajo realizado en el Desafío Matemático 2006 en distintas aulas de 6to. año. 17División en 5º y 6º año de la escuela primaria
17 no puede ser otro número de los posibles porque dice bien claro en el problema que los cerámicos son enteros. Un grupo registra en su hoja los múltiplos de 15: 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 165, 180, 195, 210, 225, 240, 255, 270, 85, 300, 315, 330. En una de las escuelas, en el momento colectivo, se genera este diálogo entre un alumno y la docente: Alumno: El resultado es 15 y 22 (no realizó cálculos). Maestro: Cómo sabés que es 22? Alumno: Conté los múltiplos y para llegar a 330 tengo 22 y como le agregué 15 son 22 veces el 15. Otro alumno explicó: Yo formé el 330 como 30 por 11, pero como 30 es igual a 15 x 2, para formar el 330 utilizo el 15 y duplico el 11. Algunos partieron de la división, buscando un divisor de 330 que se encuentre entre 12 y 18. Este procedimiento resultó más económico, tanto para encontrar la respuesta como para asegurar que es la única. Otros explicaron cómo llegaron a la respuesta: Sabíamos que era 15 x 22 = 330, porque si hacés 15 x 2 es 30 y si hacés 15 x 20 te da 300. Entonces 15 x 22 te da 330 y otro alumno explica, Hice 15 x 20 = 300, había que agregar 30 (15 x 2) son 2 filas más. 22 filas. Su docente durante la puesta en común pregunta: Se puede hacer otra cuenta para resolver el problema?. Los alumnos mencionan estas posibilidades: Este problema se puede resolver restando 15 a 330 hasta que se acaben los cerámicos, después contás cuántas veces le restaste 15 y sabés cuántas son las filas. Este problema se puede resolver sumando 15 veces 22 ó 22 veces 15 o multiplicando para no tener que sumar todas las cantidades que se repiten haciendo 15 x 22 ó 22 x 15. La más rápida es 330 : 15 = 22. Para saber si había otras posibilidades, realizaron las divisiones faltantes con los números incluidos en el intervalo propuesto por el problema: 330 : 13, 330 : 14, 330 : 16 y 330 : 17. Confirmaron lo que sospechaban: 22 x 15 es la única respuesta. Este problema se puede resolver dividiendo 330 : 13, 330 : 14, 330 : 15, 330 : 16 y 330 : 17. Al dividir se busca el número que se pueda multiplicar por 15 y te dé 330. Te tiene que dar resto 0. La pregunta Hay una sola posibilidad?, apunta a instalar la preocupación por determinar si el problema admite una, varias o infinitas respuestas. En este caso, la respuesta es única. Se propone someter a discusión este tipo de respuesta de los niños: Encontré esta respuesta, pero no sé si puede haber otras, y arribar a expresiones como: Sé que sólo tiene esta respuesta avanzando en su fundamentación. Preguntar por la cantidad de soluciones puede presentar dificultades a los alumnos ya que no es frecuente que se los enfrente a reflexionar sobre este aspecto. Los problemas que habitualmente se les proponen en la escuela tienen una sola respuesta. La interacción con este tipo de problemas conduce a considerarlo como única posibilidad. Los problemas que se trabajarán en las siguientes etapas retoman este tipo de preguntas presentando una, varias o infinitas respuestas posibles. Entre los errores relevados aparecieron los siguientes. Algunos alumnos consideraron erróneamente que el piso del aula tenía forma de cuadrado. Esto los llevó incluso a calcular el perímetro en vez del área dividiendo por cuatro el número de cerámicos. Otros calcularon el área del cuadrado multiplicando por sí mismos los números que utilizaron. Un error que cometieron algunos niños fue considerar al 12 y al 18 como posibles cantidades de cerámicos por fila. Estos dos números no cumplen con la condición de estar entre y aunque 330 no es múltiplo de ninguno de ellos, considerarlos en la búsqueda de la solución constituye un error DGCyE / Subsecretaría de Educación 18
18 de interpretación. Esta situación fue sometida a discusión en el momento de trabajo colectivo ya que, a primera vista el alumno podría considerar que el hecho no reviste importancia por no afectar el resultado final de las acciones. Entre las intervenciones sugeridas a los docentes, en el momento de trabajo colectivo, enfatizamos que se registraran las conclusiones por escrito, tanto en carteles o en el pizarrón, como de manera individual. La intención es que todos los alumnos puedan considerar los avances producidos de manera grupal y que dicho registro sea una fuente de consulta en los siguientes problemas. Algunas de las ideas que han sido mencionadas, fueron registradas: este problema se puede resolver contando uno por uno los cerámicos pero es muy largo; este problema se puede resolver restando 15 a 330 hasta que se acaben los cerámicos, después contás cuántas veces le restaste 15 y sabés cuántas son las filas; este problema se puede resolver sumando 15 veces 22 ó 22 veces 15 o multiplicando para no tener que sumar todas las cantidades que se repiten haciendo 15 x 22 ó 22 x 15; este problema se puede resolver dividiendo 330 : 13, 330 : 14, 330 : 15, 330 : 16 y 330 : 17. Al dividir se busca el número que se pueda multiplicar por 15 y te dé 330. Te tiene que dar resto 0; este problema se puede resolver multiplicando o dividiendo porque son operaciones inversas; este problema tiene una sola solución. En este momento de cierre de la clase, el docente podrá intervenir ayudando a reformular las ideas de algún alumno de modo que sean entendidas por todos, a recapitular lo discutido estableciendo vínculos con debates anteriores con el fin de favorecer que todos los alumnos se apropien del conocimiento que ha circulado en la clase. Más problemas para reinvertir lo trabajado 11 Se presenta a continuación una serie de problemas que permite reinvertir los conocimientos abordados en el Problema 1. Se tiende con ellos a promover un trabajo más autónomo por parte de los alumnos. Su resolución permitirá al docente identificar a aquellos niños que requieren mayor tiempo de estudio y volver a enfrentar estos problemas prolongando el espacio de interacción con el docente y con sus pares. El docente podrá iniciar las clases en torno a estos problemas evocando lo trabajado en la clase anterior de tal manera de explicitar su reutilización. Problema 2 Una escuela rural recibió una donación de 176 plantas. Van a colocarlas en un sector rectangular. En cada fila pueden ubicar 11 plantas. Cuántas filas pueden completar? Para algunos alumnos será ocasión de poner en juego lo que han aprendido, para otros será una nueva oportunidad para pensar lo trabajado a propósito del problema anterior. En caso de que los niños identifiquen que la cuenta 176 : 11 es un recurso para resolver el problema, el docente podrá preguntar, cómo podés estar seguro que son 16 filas? Los alumnos podrán recurrir a distintos procedimientos para demostrar que llegaron al resultado correcto. Si 176 : 11 = 16, puedo hacer al revés: 16 x 11 = 176. Si 176 : 11 = 16, puedo hacer 176 : 16 y me va a dar Los problemas que se incluyen en este apartado no fueron implementados en el Desafío Matemático División en 5º y 6º año de la escuela primaria 19
19 Si con una fila tengo 11 plantas, con dos filas tengo (podrán listar las 16 filas sumando de 11 en 11 y comprobar que llegan a 176. Para este tipo de procedimientos, el número 11 facilita el control de lo realizado ya que los resultados de estas sumas no presentan dificultad y están en condiciones de resolverlos mentalmente). El docente podrá alentar el análisis de las relaciones entre la multiplicación y la división en torno a este problema a partir de plantear diferentes incógnitas con los mismos datos. Problema 3 Un tablero de ajedrez está formado por 64 cuadraditos blancos y negros dispuestos en filas iguales. Cada fila está formada por 8 cuadraditos. Cuántas filas tiene el tablero? Escribí el cálculo que realizaste para resolver este problema. En este problema los números en juego facilitan el cálculo mental. Solicitar que escriban el cálculo apunta a que expliciten las operaciones a las que recurrieron para resolver este tipo de problemas. Problema 4 Se quieren dibujar en hoja cuadriculada distintos rectángulos formados por 18 cuadraditos. Cuántas posibilidades hay? Cómo hiciste para averiguarlo? Este problema apunta a enfrentarse a problemas que admiten distintas soluciones, aspecto que será retomado a lo largo de la secuencia. Para resolverlo podrán recurrir a dibujar distintos rectángulos que cumplan con las condiciones solicitadas. Algunos podrán prescindir de los gráficos y recurrir a multiplicaciones que dan 18 como resultado. Otros alumnos podrán recurrir a la idea de buscar pares de divisores de 18 (2 y 9; 3 y 6, etc.). Problema 5 Se quieren dibujar en hoja cuadriculada distintos rectángulos formados por 36 cuadraditos. Cuántas posibilidades hay? Cómo hiciste para averiguarlo? Este problema apunta a reinvertir los conocimientos que han circulado en el problema 4. En este caso, al aumentar el tamaño del número, se dificulta encontrar todas las soluciones a través de dibujos. Podrán dibujar varias pero no podrán estar seguros de que ese procedimiento garantice la exhaustividad de la respuesta. El problema fuerza la búsqueda de la respuesta a través de recursos de cálculo. Nuevamente puede estar implícita o explícita la idea de múltiplos y divisores. Segunda etapa: cómo averiguar el dividendo y el divisor a partir del cociente y el resto Se proponen una o más clases en la que se presenta un conjunto de problemas que ponen en juego las relaciones entre los números de una división. Desde el primer problema será necesario escribir en un cartel o en el pizarrón cuál es el dividendo, el divisor, el cociente y el resto y dejar disponible la información. Dividendo /divisor Resto cociente Las relaciones entre estos elementos dividendo = divisor x cociente + resto y resto menor que divisor serán exploradas y sistematizadas a lo largo de las clases. Por ello no se espera que sean comunicadas de antemano. Si los alumnos las conocieran como prueba de la división aprenderán en estas etapas a usar las relaciones para resolver problemas. 20 DGCyE / Subsecretaría de Educación
20 Problema 1 a. Escribí una cuenta de dividir entre números naturales que tenga cociente 25 y resto 12. b. Se pueden escribir otras cuentas con estas condiciones? Cuáles? c. Cuántas cuentas se pueden escribir? Por qué? La parte 1.a propone escribir una cuenta de dividir donde se informa el cociente y el resto y hay que averiguar el dividendo y el divisor. Posiblemente los alumnos han resuelto gran cantidad de cuentas de dividir a lo largo de su escolaridad teniendo como dato el dividendo y el divisor. En este problema, parten del cociente y el resto y deben averiguar el dividendo y el divisor. Los alumnos apelan a sus conocimientos sobre la división y la multiplicación al emprender la resolución del problema. Podrán tener en cuenta que el resto tiene que ser menor que el divisor o poner en juego su conocimiento sobre la prueba de la cuenta de dividir. Considerar que la multiplicación y la división son operaciones inversas puede parecer contradictorio si no consideran que esta relación solo se cumple cuando el resto es 0. En este caso, el resto es distinto de cero, aspecto que se irá poniendo en evidencia a medida que avanza la resolución del problema y se profundizan las discusiones grupales. La parte 1.b invita a explorar si hay otras cuentas posibles. Para muchos alumnos no será habitual enfrentarse a este tipo de cuestión, ya que suelen resolver problemas que tienen una única solución. Este tipo de preguntas favorece un aspecto del trabajo matemático que se pretende instalar en la clase, preguntarse si el procedimiento que se utilizó para escribir una cuenta, sirve para encontrar otras. Se trata de identificar el procedimiento utilizado y ponerlo a prueba. La parte 1.c pregunta por la cantidad de soluciones posibles. En este caso, el problema admite infinitas soluciones. Será interesante detenerse en este aspecto. Si bien las cuentas posibles son infinitas, no puede escribirse cualquier número: el resto debe ser menor que el divisor. Este aspecto confunde a los niños quienes tienden a pensar que si hay números con los que no se puede, entonces no son infinitas. Este problema permite cargar de sentido una de las condiciones que debe cumplir el resto en la división entre números naturales. Tal vez los alumnos ya sabían que el resto tiene que ser menor que el divisor, pero inicialmente no lo tienen en cuenta al proponer las cuentas. Posiblemente se trate de un conocimiento que sabían pero no habían usado para resolver problemas. Se propone inicialmente un espacio para la resolución individual del problema de modo de favorecer la producción personal de procedimientos y el trabajo exploratorio. Luego, reunidos en pequeños grupos, se propicia un espacio de intercambio de los procedimientos desplegados individualmente. Luego, lo producido en los pequeños grupos se comunica al resto de la clase en un momento de trabajo colectivo coordinado por el maestro. Se analizan algunos procedimientos, se comparan los que presentan diferencias y se instalan debates y preguntas. Luego de este momento de discusión y análisis se arriba a algunas conclusiones que serán retomadas y profundizadas en las etapas siguientes. Es conveniente registrar por escrito, en carteles y en las carpetas, las conclusiones que elaboraron de modo de tenerlas disponibles para resolver nuevos problemas. El Problema 1 en las aulas A continuación se registran algunos procedimientos, acertados o erróneos, que fueron producidos por los alumnos al enfrentarse a la resolución de este problema en el marco del trabajo grupal o colectivo. División en 5º y 6º año de la escuela primaria 21
21 En muchos casos los niños confundían el significado de los términos (por ejemplo, cociente), aunque sabían la función que cumplía cada uno. Por lo que fue necesario que los docentes hicieran la aclaración sobre el significado de estas palabras escribiendo en un cartel: Dividendo / divisor resto cociente En general los niños inician la resolución de la parte 1a. probando con divisores menores que el resto. Gran parte de los alumnos logran realizar ajustes y comienzan a probar con otros divisores, algunos en forma azarosa y otros demostrando darse cuenta de que tienen que ser números mayores que 12. Veamos cómo lo resuelve un niño: Inicia probando con 2 como divisor. Calcula 2 x = 62. Anota: Luego toma a 3 como divisor. Calcula 3 x =87 y anota: Al detenerse en las cuentas que escribió, se da cuenta que en ambas divisiones podría seguir dividiendo porque el resto es mayor que el divisor. Retoma su resolución con divisores mayores que 12 al advertir o recordar esta condición que en un comienzo no tuvo en cuenta. Resulta interesante comentar lo siguiente: muchos de los alumnos, en el momento de la resolución individual, comenzaron a vincular lo que estaban realizando con la prueba de la división y con un conocimiento del que ellos disponían pero que no habían puesto en juego desde el inicio, el resto debe ser menor que el divisor. A partir de esto es conveniente reflexionar sobre el modo en que se ha abordado tradicionalmente la enseñanza de estos conceptos. Habitualmente son comunicados por el docente y se propone una serie de ejercicios de aplicación a los alumnos. Los conceptos en cuestión no surgen como herramientas para resolver problemas. Brindar la ocasión de resolver problemas que implican la puesta en juego de ese conocimiento, colabora con la construcción de sentido de esos conceptos. Para los alumnos la prueba de la división sólo es aplicable luego de hacer la cuenta usando el algoritmo para determinar si fue obtenido el resultado correcto. Tener oportunidad de hacer jugar esas relaciones en nuevos contextos, amplía su sentido y lo deja disponible para resolver nuevos problemas. Al realizar la puesta en común, los alumnos expresan ideas como las siguientes respecto de este problema: Para encontrar una cuenta, se puede multiplicar el cociente por cualquier número mayor que 12 y sumarle 12, es la prueba de la división El menor de los números para el dividendo es 337 (25 x ), esa es la primera cuenta de todas, la más chica. Mientras avanzan en la resolución de las partes 1.b. y 1.c. del problema, algunos alumnos se van aproximando a una generalización. Veamos algunos ejemplos. A partir de la primera cuenta correcta que logran escribir en el marco de las condiciones que plantea el problema (por ejemplo divisor 13), van escribiendo nuevas cuentas buscando dobles sucesivos (13, 26, 52...) o múltiplos del divisor planteado (13, 26, 39, 52...). Al respecto un alumno, al relatar lo sucedido en el pequeño grupo, dice: Sabíamos que el divisor tenía que ser mayor que DGCyE / Subsecretaría de Educación 22
22 12 porque nos dijo León que se había dado cuenta cuando lo hizo solo. Manolete dijo que había infinitas y que se podían obtener haciendo el doble del dividendo y del divisor muchas veces. Cuando hicimos el doble de la primera (señala la tercera) nos dio resto 24, así que le sacamos 12. Lo mismo nos sucedió cuando hicimos el doble de la segunda (y señala la tercera) tuvimos que sacarle 12 porque nos daba resto 24. Al hacer el doble de esta (la cuarta) antes de hacer la división le restamos 12 y nos dio bien. En otro grupo se produjo el siguiente intercambio: Una alumna, comenzó buscando divisiones por 25 con resto cero, luego le sumaba 12 y obtenía el dividendo. El primer intento lo hizo con 300 : 25 (apoyándose en el repertorio disponible de cálculo mental: si con cuatro de 25 formo 100, puedo formar 300 con doce de 25 y tengo resto 0). A partir de ese dato, fue sumando 25 al dividendo y luego sumando 12. Hay muchas dijo. Sí, porque vas aumentando el dividendo en 25 y el divisor en 1 siempre y cuando el divisor sea mayor que Si se hace eso (refiriéndose a la afirmación anterior), hay infinitas formas porque vas sumando infinitamente 25 y 1 porque los números son infinitos. Algunos alumnos elaboraron hipótesis erróneas que se ponen a prueba en el momento del trabajo colectivo: Se pueden inventar muchísimas, mientras que el divisor sea impar, se puede. Otros elaboran ideas que podrán ser sometidas a prueba por el resto de los alumnos. Por ejemplo: Si el divisor es par, el dividendo termina en 2 y si es impar termina en 7. La pregunta acerca de si se pueden escribir otras cuentas que solucionen el problema, brinda interesantes comentarios que dan cuenta de las ideas de los alumnos. Para algunos se trata de ir probando, con lo cual no pueden determinar la cantidad de cuentas que se pueden escribir: Sí, se puede inventar otras porque si vas probando te va a dar. Otros piensan que son infinitas: Se puede inventar cualquier cuenta, pero el divisor debe ser mayor que 12. Se retoma este aspecto vinculado a la cantidad de soluciones que fue abordado en la etapa anterior. En este caso, a diferencia de la primera etapa, el problema admite infinitas soluciones. En las siguientes etapas se vuelven a proponer preguntas que invitan a pensar en este aspecto. Los niños mostraron avances en este sentido. En la primera etapa, no estaban atentos sobre la posibilidad de que el problema admita más de una solución. Al avanzar la interacción con este tipo de problemas, se mostraron más preocupados por determinar la cantidad de soluciones a la vez que evidenciaron estar en mejores condiciones para argumentar sus ideas. En el espacio colectivo, el docente retoma los conocimientos que circularon durante los trabajos grupales y la puesta en común e identifica el contenido de la clase. El rol del docente en este momento es de gran importancia, colabora en la toma de conciencia por parte de los alumnos sobre qué han aprendido lo que favorece su reinversión en nuevos problemas, se comparan las estrategias empleadas pudiendo el docente proponer otras estrategias que no fueron utilizadas de modo de enriquecer la discusión, se analizan los procedimientos correctos e incorrectos, los más costosos y más económicos, los que permiten garantizar la exhaustividad de la respuesta y los que no. En diferentes grupos se han registrado en carteles y en la carpeta las ideas a las que se arriban. La intención de este registro es la sistematización para el posterior estudio y la reutilización en los problemas siguientes. Entre las diferentes conclusiones que anotaron, encontramos: las soluciones son infinitas, siempre que el divisor sea mayor que 12 son infinitas porque los números son naturales, y siempre puedo sumar uno más; 23 División en 5º y 6º año de la escuela primaria

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