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Tratamiento didáctico de la superficie y el volumen

03 marzo, 2016

Sesión 3ª, 03/03/2016

Comenzamos la clase debatiendo sobre una cuestión: Libros de texto, ¿sí o no?
Algunos grupos mantienen la idea de que sí es bueno el libro de texto, pero usándolo como un recurso más del aula, evitando caer en la enseñanza tradicional donde el libro es el eje del curriculum. Otros nos decantamos rompedores con el sistema y rechazamos los libros, con el fin de potenciar la programación única y personal del docente elaborando los recursos adaptados al alumnado.
Las editoriales se han dado cuenta de esta realidad donde el libro de texto entra en crisis frente a los nuevos modelos de enseñanza donde las nuevas tecnologías y la atención cada vez más individualizada al alumnado cuestiona el uso del libro de texto. Por ello, han creado los libros digitales y plataformas de aprendizaje, pero eso no es suficiente. Los docentes debemos estar alertas a los ritmos de aprendizaje para aplicar la metodología adecuada.
Los libros de texto tienen cosas positivas y negativas, lo importante es que el docente tenga criterio para elegir. También hay que estar abierto a conocer y probar otras metodologías como el PLE y el Flipped Classroom.

Después visionamos La geometría hace arte, donde, a través del análisis del monumento histórico la Alhambra de Granada, se hace un viaje por los diecisiete grupos de particiones simétricas en el plano. Una manera muy realista, conectando con un elemento cercano, de ver la conexión de las matemáticas con el arte.

A continuación, pasamos a ver una presentación sobre el tratamiento didáctico de la superficie y el volumen.
La superficie es la parte externa de un cuerpo que sirve de delimitación con el exterior. Extensión en la que sólo se consideran dos dimensiones, largo y ancho.

El volumen es la magnitud que expresa la extensión de cuerpo en tres dimensiones, largo, alto y ancho. Es una magnitud escalar definida como la extensión de tres dimensiones de una región del espacio.
Para obtenerlas, las magnitudes pueden ser tratadas como:
  • Unidimensionales: Se compara la superficie o el volumen con el patrón y mediante un proceso aditivo obtenemos el valor.
  • Multidimensionales: Obtenemos la superficie y el volumen como producto de varias medidas longitudinales.

Uno de los recursos para el tratamiento didáctico de la superficie es el tangram. El tangram es un juego de origen chino muy antiguo llamado Chi Chiao Pan (tabla de la sabiduría). Es un puzzle que consta de siete piezas que salen de cortar un cuadrado en cinco triángulos de diferentes formas, un cuadrado y un paralelogramo. El juego consiste en usar todas las piezas para construir diferentes formas. Aunque originalmente estaban catalogadas tan solo algunos cientos de formas, hoy día existen más de 10.000.
Existen en internet muchas plantillas gratuitas para que los docentes realicemos en clase este juego. Los propios alumnos pueden dibujar y recortar cada una de sus piezas siguiendo las pautas del docente para después jugar a crear distintas figuras.
Las piezas guardan relación en torno a la proporción y podemos calcular el perímetro y área de cada una de ellas.
Si quieren saber más sobre los tangram, pueden visitar el siguiente enlace:

Otro recurso imprescindible el geoplano. Es un tablero plano rígido en el que se dispone una trama de clavos o pivotes que sobresalen y que se encuentran dispuestos a una distancia fija entre ellos y/o formando una distribución regular
El geoplano fue inventado por el matemático y pedagogo egipcio Galeb Gattegno (1911-1988) para enseñar geometría a niños pequeños. Consiste en una superficie plana en la que se dispone, de manera regular, una serie de puntos. Dependiendo de cómo estén colocados estos puntos, se distinguen varios tipos de geoplanos, aunque los que más se utilizan son el geoplano triangular, el cuadrado o cuadrangular y el circular.
Los tableros que constituyen los geoplanos necesitan de un material auxiliar para su mejor aprovechamiento didáctico: los elásticos de caucho o gomillas o hilos de varíos colores y las tramas isométricas o representaciones planas sobre papel y mediante tramas de puntos, de las mismas distribuciones de los clavos en los geoplanos. Las tramas isométricas se pueden también utilizar independientemente de los tableros y las gomillas, por lo que es posible encontrar información sobre ellas como material didáctico independiente de los geoplanos.
El Teorema de Pick se aplica a polígonos cuyos vértices tienen coordenadas enteras; en otras palabras, formas cerradas que puedes dibujar pasado por los «cruces» de una retícula de cuadrados como las de un cuaderno.
Resulta que si cuentas los puntos hay están en el interior (i) y en los que hay en intersecciones de los bordes (b), el área de la figura es exactamente A = i + (b/2) - 1. En este ejemplo hay 40 interiores y 12 en el borde, por tanto el área es A = 40 + 12/2 - 1 = 45.

Para hallar el área de las figuras planas y de los cuerpos geométricos, también contamos con las fórmulas:

Hay otra estrategia que a los alumnos les puede venir muy bien para aprender el concepto de volumen. Se trata de descomponer o realizar el desarrollo plano de poliedros.

A continuación, dimos un repaso a los frisos, mosaicos y fractales. Un friso es una composición geométrica que se genera al trasladar sucesivamente una figura o un grupo de figuras, según el mismo vector de traslación horizontal.
Un mosaico es una composición geométrica que se genera al transformar sucesivamente una figura o grupo de figuras, llamada módulo básico o tesela, que produce el recubrimiento del plano, con las siguientes condiciones:
  • No pueden superponerse.
  • No pueden dejar huecos sin recubrir.

Un  es una figura, que puede ser espacial o plana, formada por componentes infinitos. Su principal característica es que su apariencia y la manera en que se distribuye estadísticamente no varía aun cuando se modifique la escala empleada en la observación.
Son figuras que tienen perímetro infinito y área finita.

Debemos conocer a nuestros alumnos y prever los errores de los alumnos en la medida de la superficie y el volumen:

Estas son las concepciones de los alumnos de 11-15 años sobre el volumen:
  • El lugar ocupado por…
  • El espacio ocupado por…
  • Las tres dimensiones en las que nos desplazamos…
  • Lo que puede contener un objeto…
  • El conjunto de toda la habitación…
  • Lo que hay dentro de una cosa…
  • Es el largo, el alto y el ancho…
  • Etc.

Y las palabras relacionadas con el término son: bulto, balumba, cuerpo, corpulencia, capacidad, solidez, molde, espacio, dimensión.
Por otro lado, el vocabulario relacionado con el término capacidad es: cabida, espacio, extensión, aforo, tonelaje, porte, cabimiento, arqueo.

La constitución del objeto mental volumen, según Freudenthal debe seguir la siguiente secuencia:
  1. Comenzar con transformaciones de romper y rehacer.
  2. Continuar con la equivalencia de capacidad de recipientes abiertos y volumen de cuerpos sólidos.
  3. Seguir con transformaciones reales de vaciar para comparar contenidos.
  4. Abordar las transformaciones que conservan y no conservan el volumen.

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