,lo que podemosescribir: medida de M : u'F (p veces<).Pero también puede sucederque no exita un número entero de veces <(u>que sea igual a M. Nos encontraremosentoncescon que la medida M está lo que escribiremosde la cOmprendidaentre (
y <(p+ l>>veces<>,
58
59
manera siguiente: u.p <[M ] < u. ( o+ t ¡ En estesegundocasolos números naturalesno permiten dar una medida exacta de la magnitud M con la unidad <y debemos decir que dicha medida está comprendidaentre p y p + l. o Desde el punto de vista teórico, los conceptosmatemáticostienen una exigencia intrÍnseca que los hace tender a una generalizaciónque permita, por una parte, completar las teoríasexistentessuprimiendo restriccionesy haciendolas ampliacionesnecesariasy, por otra parte, hacerlosin referenciaalgunaa las situaciones concretasque iniciaron la teoría. AsÍ. el conjunto de los números naturalestiene una estructurade semigrupo ordenadoconmutativo respectode la adición y respectode la multiplicación. pero es fácil plantear con númerosnaturalesecuacionesque no tienen solüción en N. La primera extensión de N nos permite encontrar un conjunto Z que contiene al conjunto N y en el que la sustracciónestásiempredeñnida,o lo que es lo mismo: todas las ecuacionesde la forma: a + x : b, con a y b números naturales,tienen soluciónen Z. De nuevonos encontraremos en Z ecuaciones que no tienensolucionesenteras, por ejemplo:(l) a.x = b, con a y b enterossi b no es múltiplo de a. La construcciÓnteórica de los números racionalesconsisteen llenar-estalaguna fabricando números que permitan que todas esasecuacionestengan solución. Se trata de construir un conjunto que contengaz y que tenga adem?stodos los elementos necesariospara dar solución a las ecuacionesde la forma (1) para todos los valoresenterosde a y b. Por otra parte, la <
los númerosrealesnos permitirá tener un número para cadapunto. Hasta que no lo hayamosconstruido, la recta numérica seguiráteniendo inñnitas lagunas.
DE LOS RACIONALES 5.2. CONSTRUCCIONES Y DE LOS DECIMALES 5.2.1. Construccióna partir de la medida
Volvamosal casoconsideradoen 5.1. SeaM una magnitud-una longitud,por cjemplo- y ()una unidad de la misma especieque M. Supongamosque no existeun número (e> tal que p veces<(u' p) seaigual a M, tendremosque M es Esta situación la escribiigual a p veces<(u>más un trocito que es menor que (). mos:M : u.p + r (llamandor al restoo trocito que sobra).
Figura 5.2
-F ! !
rl*l
de partes Si consideramosahora la unidad > que representa iguales,cada una de ellasserála enésimaparte de <(l/n de <)tal que q vecesu/n es igual a la magniM : (p. n. uin) + q. u/n y diremosque la Estasituaciónla escribiremos: tud <
¿t-l
F---c-----{
r-_l
01231h
t
r
r
O
Figura 5.1
J
2
3V2
Figura5.3
Buscarsolucionesa lasecuaciones numúricascn lasque intervienela multiplicación y la adición setraducegráficamentcc¡r buscarnúmerosque puedanatribuirse a ciertospuntos de la recta.Las sucesivas anr¡rliaciones de los númerosconesponden a la búsquedade un número para cadu ¡rrrntotlc la rectay sólo el conjunto de 60
Este procedimiento suponeque se puedesubdividir indefinidamentela unidad. Si una cantidad M contiene m de esaspartes,su medida se designacon el símbolo m/n. Y estesímbolo se llama razón o fracción. Sólo nos quedallamar números a estasmedidasy verificar que es posibleoperar 6l
con estosnúmeros. Para ello deltniremos las operacionesde adición, sustracción, multiplicación y división que prolongan las mismasoperacionesde los númerosnaturales. Las operacionesde adición y multiplicación se definen con las fórmulas siguientes: paratodo,a, b, c, d: alb + cld: (ad+ bc)/bd alb' cld : ac/bd a/a :1 al b: cl d s i a' d : bc
de cero b y d distintos
Las operacionesde sustraccióny división seobtienen como las operacionesinversas de las de adición y sustracción,respectivamente. A partir de estasdefinicionespueden probarselas propiedades: para todos a, b, c, númerosracionales
5.2.3. Construcciónalgebraicadel conjunto de los racionales
o la adición y la multiplicación son asociativas; [ (a+b)+ci : [ a+ ( b+ c ) ] ; [ ( a ' b )' c ]: [a ' (b ' c )] o la multiplicación es distributiva respectode la adición; la'(b +c) = [a ' b+ a' c ] o la adición y la multiplicación son conmutativas; la+b : b +a l ; [ a' b : b' a] Esta forma de construir los números racionalesproporciona unas defrniciones Esta consque hacenposible la existenciade números <
0 h!t,
Vz
1
3/2
2
3
Figura5.4
Para todo número racional seráposible encontrar un punto sobre la recta y el orden de los puntos en la recta vendrá dado por la relación: <
[a= b+ c],si endoa,bycnúmer osr acionales, y( D) , <( b) >y<
Hemos visto que en los números naturales(N) la sustracciónno era siempre posible.Para superaresta dificultad se construyen los enteros (Z) como conjunto numéricoque amplía N y en el que todaslas ecuacionesde la forma [a + x = b], (con a y b como elementosde N) tienen solución. Del mismo modo, en los numerosenterosla división no essiempreposible.Las ecuaciones de la forma [a.x : b] (con a y b elementosde Z, y a distinto de cero) sólo tienen solución cuando b es múltiplo de a. Para eliminar estedefectose construye un conjunto más amplio que el de los enterosy en el que la división sea siempreposible (con la condición de que el divisor sea distinto de cero). De la misma forma que la sustracciónse defrrneen términos de adición: [a + x : b] es equivalentea [x : b- a], podemosdefinir la división en términos de multiplicación: [a'x : b] es equivalente a [x : b + a]. En la ecuación[2.x : 31,x cs cl número que multiplicadopor 2 da 3 y, por tanto, x es el cocientede 3 por 2 y podemosrepresentarlo por el símbolo 312,que llamamosfracción. Nos proponemosahoraconstruir un conjunto en el que la división seaposible para todo par (a,b) de enteros,de forma que el cocienteb/a tenga siempresentido y que, por tanto, la ecuación[a.x : b], con a distinto de cero, tenga siempre solución. El cocienteb/a es soluciónde la ecuación[a.x : b] y cadafracciónrepresenta un número en el nuevo conjunto. Sin embargo,los númerosde esteconjunto no son simples fracciones,sinofamilias de fracciones,puesto que muchas fracciones puedenrepresentarel mismo número. Por ejemplo,las fracciones411,812,1213, 2015,y otras muchasrepresentanel número 4. Todaslas fraccionesque representan el mismo número decimosque forman una familia. Si tomamosdosde lasfraccionesde una misma familia, por ejemplo812y 1213, vemosque 8 x 3 : 12 x 2. Esto nos da la idea de cómo están formadaslas familias de fracciones<
Podemosasociar cada fracción a una familia de fraccionesde acuerdo con la regla siguiente:La familia de fraccionesligadasa la fracción b/a (con a distinto de cero) está formada por todas las fraccionesv/u (con u distinto de cero) tales que [b/a : v/u] o lo que es 1o mismo el producto de b por u es igual al producto de a por v [b'u : &.v],.y la representamos así:[b/a]. Una familia es lo que llamamos número racional. Por ejemplo, en la familia que defineal número racional2/3 estánlas fracciones416,619, l0/15...,2000/3000... Cualquier fracción de la familia puederepresentaral número l2l3l, y en la práctica, se utiliza el símbolo 213 para representaral número racional. Las fraccionesy las familias a las que pertenecenverifican las propiedadessiguientes: o Cada fracción pertenecea su propia familia: 213 pertenecea la familia [2/3], y en general,la fracción a/b pertenecea la familia [a/b]. o Si una fracción pertenecea la familia de otra, ambasson de la misma familia: 4/6 pertenecea la familia de 8112,las dos fraccionespertenecena la familia [2/3]. o Cada fracción pertenecea un número racional y sólo a uno. Por ejemplo, 3/4 perteneceal número racional 13l4l.El criterio de pertenenciaa un número racional sirve para reconocerla igualdadde dos fracciones.Es decir, los númerosracionalesÍalbl y [cldj son igualessi y solamentesi el producto de a por d es igual al producto de b por c [a x d: b xc], y ello cualquieraque seanlas fraccionesa/b y c/d de los racionalesconsiderados.Por ejemplo, las fracciones9/ I 2 y 15120son igualesporque 9 x 20: 15 x 12. Todo lo que precedese puede decir en otro lenguajeequivalente: o Definimos en el conjunto Z x Z* la relación, [(a,b)R (c,d)]+[a x d = b x c]. o Demostramosque la relación R es una relaciónde equivalencia. o Llamamos Q conjunto de números racionalesal conjunto de las clasesde equivalenciaque la relación R determina en Z x Z*. Un número racional será,por tanto, una clasede equivalenciade fracciones.Y en su conjunto se definen las operacionesde adición y multiplicación, se prueba que estasoperacionesson compatibles con la relación de equivalencia y se verifican las propiedadesque dan a Q una estnrctura de cuerpo conmutativo, ordenado y arquimediano. El conjunto construidoestal que contienelos númerosenterosque son los racionalesde la forma [a/l] dondea esun número enteropositivo,negativoo igual a cero. Para poder decir esto se define una correspondenciaen Z con imágenesen Q que hacecorrespondera cadaentero<<¿D) el racional [a/1]. Esteprocedimientonos pennite identifrcar Z con una parte de Q y cada elemento de Z con su correspondiente elemento de Q; por ejemplo: el número 3 lo identificamos con el número
13trl.
En conclusión:no hemosperdido los enterosy hemosobtenido un conjunto más rico en el que la división es siempreposibley, por tanto, todas las ecuacionesde la forma: [a'x : b] tienen solución porque el cocienteb/a es ahora un número. 64
5.2.4. Construcciónde los decimales Existendiferentesformas de construir matemáticamenteel conjunto de los decimales.Éstassediferencianen las proposicionesque admitimos como punto de partida y en los métodos de demostraciónque elegimos.El resultado será siempre el mismo, ya que los conjuntosque obtenemosson isomorfosal conjunto de los números decimales(D). Distinguimoslas construccionesdirectasen las que los decimalesseobtienenpor extensiónde los númerosnaturales(N) de las construccionesque pasanpor la construcción previa de los números racionalesobteniendodespuésD como una restricción de Q. a Construcciones deN: directascomoextensión a) Una forma de construir los números decimalesconsisteen encontrar las de la ecuación:[l0n'x : a], siendoa un número enteroy n un número soluciones natural.Para lograrlo dehnimosen Z x N la relaciónde equivalencia: (a,n)- (b,P): a' lOP: b' lon La clasedel par (a,n) seescribe[a/10'], y esel conjunto de fraccionesequivalentes a la fracción a/10n,que llamamos número decimal. Por ejemplo:[000x : 67] es equivalentealx: 67110001. La claseÍ67 11031 contieneuna infrnidad de fraccionesequivalentesa 6711000.Es el número decimal 67 11000.El conjunto D de los númerosdecimalesesel conjunto de las clasesque la relaciónde equivalenciaR determina en el conjunto Z x N; los elementosde D son los númerosdecimales. Las operacionesde adición y de multiplicación (compatiblescon la relación dc equivalencia)que prolonganlas de N se puedendefinir de la manerasiguiente: (a,n)+ (b,o): (a' 100+ b' 10n,n+P) (a,n)x (b,p)= (a' b, p' n) El conjunto D estáordenadopor la relación: (a,n)< (b,P): a' 10P< b' 10n Las operacionesde adición y de multiplicación y suspropiedadesconfierena D la estructurade anillo conmutativo, unitario, íntegro y totalmenteordenado. Si en lugar de buscartodaslas solucionesde la ecuación[10'' x : a] con (a,n) en el conjunto Z x N, buscamoslas solucionesen N x N (a y n números naturales), construimosel conjunto D+ de los númerosdecimalespositivos. Para defrnir en D+ las operacionesque prolongan la adición y la multiplicación de N buscaremoscuálesdebenserlos resultadosall0" + b/10- y all0" x b/10- para que se conservenlas propiedadesde estasoperacionesen N. Para ello las dos operacionestienen que serasociativasy la multiplicación debeser distributiva respectode la adición. También puede definirsela sustraccióny se puedeprobar que la división no es una operacióninterna en el conjunto D: El cocientede dos números de la forma a/10",b/10- es a/b que no es siempreun elementode D.
65
b) Otra construcciónde D+ Se puede hacer también una extensiónde N añadiendoun solo elementod tal que l0 d: l. Por este procedimiento, el conjunto de los decimalespositivos es engendradopor todas las potenciasde <ó>; por sus productos y sus sumascon un número finito de los demás elementos.Este método parece más sencillo porque permite apreciarlo mínimo que seha añadidoa N, pero exigeel caeren la cuentade lo que representanlas operacionesposiblesde un elementocon los otros, es decir, el semi-anillode los polinomios con coeficientesnaturalesN[x], que tiene una estructura más complejaque la utilizada en las otras construccionesde D. . Const¡ucción pasando por la construcción de Q Estaconstrucciónse hacepor restricción.Una vez definida la estructurageneral Q nos limitamos a tomar sólo una parte de suselementos.En estecaso,los decimales son las racionalesque puedenescribirseen forma de fracción decimal.
5.3.
FRACCIONES
DBCIMALES:
SUS VENTAJAS
Si volvemosa pensaren la representacióngeométricade los númeroi'racionales en una rectagraduada,hemosvisto que Q nos proporcionaun conjunto de números que es denso en la recta; es decir que entre cada dos números racionalessiempre podemosencontrar un racional (y por tanto una infinidad). Y aunque sabemosque todavia no tenemosun número para cadapunto de la recta,porque hay más puntos en la rectaque números en Q, podemosdecir que la rectaestácubiefa de números de maneradensa. Pero no hay que pensarque el único conjunto de númerosdensoen la recta sea No esnecesariotomar todoslos racionalesparacubrir la rectacon un conjunto de Q. númerosdensoen toda ella, ya que muchossubconjuntosde Q cumplen estamisma propiedad.Si consideramos,por ejemplo, los números obtenidospor subdivisiones de cadaintervaloen 2, 4,8, 16,32, etc.,partesiguales,obtenemosel conjunto de fraccionesbinarias -que también es densoen la recta-, conjunto que tendría sus ventajasa la hora de estudiarlos racionalesy de ampliarlos para conseguirun conjunto de númerosque llene toda la recta.Pero la eleccióndel sistemade numeración decimalnos haceprivilegiarlas fraccionesdecimalesy son lasque vamosa considerar asociadasa puntos de la rectagraduada. Consideremosen la recta D6,, los puntos obtenidospor subdivisionesde cada intervalo en 10, 100, 1000etc. segmentosiguales.Los puntos que obtenemosasí correspondena las fraccionesdecimales.Por ejemplo, el punto 0,37 = 3ll0 + 7/100 correspondeal punto situadoen el intervalo entre0 y l, en el tercersubintervalo de longitud lll0, y en el séptimo subintervalode longitud l/100.
Figura 5.5
66
Si una fracción decimal tiene n cifras despuésde la coma, puede escribirse. l : z * a, 10-l + arl 0-2 + ... + an 10- ndondezesunent er oylascif r asat , a2 anpertenecenal conj unto 1f0,1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, I eindicanlasdécim as, cent és mas,etc. El número f se representaen el sistemadecimalen la forma abreviadaz, a,a, ara4...any puedetambiénescribirseen forma de fracciónp/q, siendoq una potcrlcia de 10.Por ejemplo,el número: 2,347: : 2 + 3I l0 + 4I l0 + 7/ 1000: 2347I 1000.Si p y q tienendivisorescomunes,puede obtenerseuna fracción equivalentecuyo denominador no sea una potenciade 10,pero serásiempredivisor de l0n. Por otra parte, ninguna fracción irreducible cuyo denominador tenga factores distintos de 2 y de 5 puede venir representadapor una fracción decimal. Por ejemplo,l12 : 5ll0 : 0,5 tl 2s0 :4/1000 : 0, 004 En cambio 1/7 no puedeescribirsecomo númerodecimalcon un número hnito de cifras, porque no existeen la familia de fraccionesequivalentesa l/7 ninguna fraccióndecimal. Si l/7 fueraiguala: b/10n,tendríamos:l/7 : b/10" : lOn:7b lo que es absurdoporque 7 no es divisor de ningunapotenciade 10. Resumiendo:
¡ Fraccióndecimales una fraccióncuyo denominadores una potenciade 10. o Número decimalesun número racionalque poseeal menosuna escrituraen forma de fracción decimal. Un número n esdecimal si puedeescribirsede la forma n: all}p, siendoa y p númerosenteros.Segúnesto,un número enteropositivoo negativoes también un número decimal. o Las ventajasde las fraccionesdecimalesrespectode las otras fraccionesson lasque se derivande su densidaden la rectay de su escritura.como consccucncir estaúltima del sistemade numeracióndecimal. . Precisiónde lenguaje
Se impone una precisiónde lenguajeque nos permita distinguirclaramentela o escrituras dilerenciaentre un objeto. su nombre y las distintasrepresentaciones del mismo. La expresión<
llamaríamosnúmerosbinariosa los númerosque tienenal menosuna escrituraen forma de fracciónbinaria,esdecir,una fraccióncon denominadorpotenciade dos. Por ejemplo | 110= 0,1 serÍael número correspondiente al punto p en la figura adiunta:
ffi ht|||I u P'
1
Figura 5.6
p correspondea la mitad de la unidad. Si consideramosun sistemade base cinco, el mismo símbolo representaria el punto p' situadoen la quinta parte del segmentoque tiene susextremosen los puntos 0 y l. Hemos visto que l/7 no es un número decimal,pero puede escribirsecomo fraccióncuyo denominadorseauna potenciade la base,si la basefuera 7. En este caso1/7 se escribirÍa0,1. o Por otra parte,todo número decimalen basediez puedetener una escritura con coma. En lenguajecorrientese acostumbraa confundir la expresión.,
Otra escritura...
t5l3 5 '16431100 76+41 l0+31100 35r/5 0 7+21100 7/t0 3/ l 000 3/1000
r00
I l r0 r/100/ r00( Escrituracon
l0
7
coma
5 o 7
A
0
3 2
'l
3
5 76,43 7,02 0,7 0.003
En la práctica se comete un abuso de lenguajecuando se identifica
y y conocidospor profesores cmbargo,quelos abusosde lenguajeseanconscientes ni confusiÓn en el discurso. de formaqueno existaambigúedad alumnos, 5.4. ESCRITURA DECIMAL DE UN NUMERO RACIONAT,
Hemos visto que una primera ventajade las fraccionesdecimaleses la fircilidatl de escritura,que se traducirá en una simplificaciónde los algoritmosdc c¿ilctrlo. Perola importanciade las fraccionesdecimalesy, por tanto, de los númerosdccimalesque representanse extiendea los otros númerosracionalese incluso a los Podemosconvertiruna fraccióndecimalen escrituradecimalhaciendo irracionales. la divisióndel numeradorentreel denominadory obtenemosuna escnturaque nos resultamuy cómoda.Así: 3/4 : 3:4 : 0,75, o también 314 : 7 51100: 0,75,etc. Pero si intentamosaplicar el mismo procedimientoal número racional 1/3 nos encontramoscon que la división no setermina nunca,siemprequedaun resto.La fracción l/3, por tanto, no tiene escrituradecimalfinita. Ya sabemosque l/3 no es un númerodecimal.Pero,¿quésignihcala escriturailimitada 0,3333...,que obtenemos al hacerel cocientede I entre 3? 0,3; 0,33;0,333;0,3333..., la sucesiónde númerosdecimales: Si consideramos vemosque estasucesiónestárelacionadacon la fracción l/3 porquecadatérmino de la sucesiónes un cocienteaproximadode la división I + 3. Si tomamos 0,3 como valor de l/3, cometemosun error que es igual a: t/3-0,3= t130. Si tomamos 0,33 como valor de l/3, cometemosun error que es igual a: tl 3 - 0,33: l /300. En estecasocometemosun error inferior, porque 1/300 < l/30. Si continuamosel procesoveremosque aunqueno existeuna escrituradecimal limitada del número l/3 podemosaproximarnosa su valor tanto como qucramos tomando tantas cifras decimalescomo exija la precisióndeseada:0,33 cst¿im¿is próximo de l/3 que 0,3; 0,333 estámás próximo que 0,33, y así sttccsiv¡r'r]c¡tc. límite l/3)' cuandocl Decimosque la sucesión0,3; 0,33; 0,333...,tiene <
69
l1r
;ol i
r.r rf''r o,¡ _
r
r
r
r
,
I'1 Figura 5.7
F------9t----t
Si se prosigueindehnidamentela subdivisión construimosuna sucesióninfinita de intervalos,cada uno contenido en el anterior y talesque su única intersecciónes subdiel número l/3. (Si hubieramás de un número en la intersecciónseguiríamos vidiendoel intervalo.) Podemosver lo mismo con otro ejemplo:0,7777..., es un decimalilimitado. La sucesión0,7;0,77;0,77'7...,de decimaleslimitados tiende al número 7/9 cuando el número de términos de la sucesióntiende a infinito, lo que signihca: 1/10 + 71100+ 7/1000 +... : 7/9; no quieredecirque sumemosinfinitos sumandos, sino que el límite de esta suma, cuando el número de sumandos tiende a inñnito, es719en el sentidoque hemosprecisadoen el párrafo relativo a la fracción l/3. Como en el casoanterior,diremosque el decimalilimitado 0,7777...determina una sucesióninf,rnitade intervalosencajados,cuya intersecciónes un solo elemento. Digamosen conclusiónque aunquetodos los númerosracionalesno so4 decimales,éstospermiten dar aproximacionestan flrnascomo queramosde los racionales. Y que, por tanto, todo número racional se puede representarpor una escritura decimal(limitada o ilimitada).
= I Probemos 0,9999... : 0+ 9/10+ 9 1100+9/ 1000+ 0,9999... . . .- - 9/ t 0 ( l + t / 10+1/ 100+. . . ) (l + l/10+ 1/100+l/1000+...) Llamemos x al paréntesis _l toqtn [x: I a--' - x]e[l 0x= l 0 +x] +[ 9x: l0] +x= * : 0, 999. . .-: : +=l tu9t09 Los números racionalesque no son decimalesposeensólo una escrituradecimal ilimitada, que es periódica. La importancia de las escriturasequivalentesde un número sepone de manifiesto en la realización de los cálculos, porque permite elegir en cada caso aquella escrituraque conviene mejor a la situación en la que interviene el número. Veremos que, desdeel punto de vista didáctico, se producen muchos erroresporque no se han comprendido las diversasescriturasposiblesde los números. 5.5.2. Paso de la escritura decimal periódicade un racional a su escritura en forma de fracción Ya hemos visto que una expresión decimal ilimitada periódica representaun número decimal. Si nos interesapodemostambién transformarla en su fracción generatriz. por ejemplo,el número p = 2,777...Buscamosla fracción a/b Consideremos, que da origen a estaexpresióndecimalperiódica.Hacemos2,7777...= a/b, y nos servimos-en un primer método- de la división euclidiana en Q: a = 2b + 0.777... l 0a= 27b+ 0,77' 1...
5.5.
ESCRITURAS EQUIVALENTES: EN LA ENSEÑANZA
SU IMPORTANCIA
de númerosracionales 5.5.1. Escriturasdecimalesequivalentes Son escriturasequivalentesaquellasque representanal mismo número. Ya las hemosencontradoen variasocasionesy en particular en el cuadro de la página 62. escribir5 : 5,0 = 5,00= 5,000:... l5/3 = 5, perotambiénpodemos Teníamos 76431 1 0=07 6 + 4/ t 0 + 31t 0 0 : (7 x l 0 ) + (6 x 1 /1 0 )+ (3 x l /1 0 0) :76,43 :'16.430= 76.4300... y también 7643/100 Todo número que poseeuna escriturádecimallimitada (estoes,todo número decimal), poseeademásinfrnitas escriturasdecimaleslimitadas y dos escriturasdecimalesilimitadas:una de ellas,la que se obtieneutilizandoel cerocomo períodoy la otra cambiando por n- I la última cifra significativa<
Y restandola primera igualdadde la segunda;)a : (27 -2)b = a/b = 2519. Otro método consisteen llamar x al número 0,'777...y operar como hcmos hechoantes.Por ejemplo,seaq : 0,33222...el número cuya fraccióngcncratriz buscamos:
q : 33/100+ l 0-3. 2 (l+ l/ 10+ l/ 100+. . . ) l + l /10+ l /100+ l /1000+. . .= l/ ( l- l/ 10) = l0/ 9 ( sum ade t ér m inos de unapr ogr esióngeométrica de razónl/10. q = 33/100+ 2. l 0-3 l 0 / 9 : 33/ t oo+2/ t 000.l0/ 9 : 2991900 La demostraciónen el caso generales esencialmentela misma, pero requiere una notación general. geny " p : 0,araza¡... Seap un decimalperiódico a.b, br...bn Pongamos b, br...bn:B. de rl :ra que B representa la parteperiódicadel decimal. Enton^cesp puede escribirj asÍ: p=O,araza¡... an+ lO-m B (l + lO-n + l g-:n+ l 0-3n+ ...) .' La expresión escritaentreparéq t esuna seriegeométrica de razónr = l0-n, su suma es:1/l - l0-n, y por tantoobtened o : O,araza:... a.+ lO-mB/l- l0-n.
7l
5.6.
#
OTRAS ESCRITURAS DECIMALES
Ademásde las escriturasdecimaleslimitadas y periódicasque hemos encontrado, existen otras escriturasilimitadas que no son periódicas.Para probarlo basta : l/10+ con fabricaruna de ellas, por ejemplo: 0,1234561891011121314... 21t00+ 3/ 1000+ 4/ 10000+... Es evidenteque esta escriturano representaun número racional,porque no existeningunafracciónque seaequivalentea ella. Si pensamosde nuevo en la representaciónsobre la recta vemos que teóricamente esposibleconsiderarlos infinitos intervalosque define estaescrituray que su intersecciónno puede ser un punto racional, ni puede ser un agujero (porque entoncesla rectano seríacontinua).Decidimos,por tanto, que es un punto
Figura5.8
Observaremosen primer lugar sobrela hgura que el punto d estásituadoentre I y 2, luegoel decimalcorrespondiente empiezapor la cifra l. Despuésde subdividir que d estácomprendidoentre 1,4y l,5,luego el el intervaloentre I y 2 observamos decimal asociadoa <
Vemos, por tanto, que las escriturasilimitadas no periódicascorrespondena los númerosirracionalesy en la rectaa los puntosirracionales. Finalmente,si consideramos todaslasescriturasdecimalestenemos:las escriturasfinitas,que representan a los númerosdecimales;las escriturasinfinitas periódicas,que representana los números racionales;y, en último lugar, las escrituras infinitas no periódicas,que representana los números irracionales.Estasson las escriturasdecimalesde todos los números reales. Pero como los cálculoslos hacemossiemprecon decimales(que nos permiten aproximarnosa los racionalesy a los irracionalestanto como queramos)pensamos con Fnpuo¡NrHnr-(1973)que
RELACIÓN DE ORDEN EN EL CONJUNTO LOS NUMEROS DECIMALES
DE
Los núme'.s decimalesestán ordenadossegúnuna relación que prolonga la <
números decimales, para los cuales existe el algoritmo de ordenación, que a continuación describimos.
5.9.
MULTIPLICACION
DE NUMEROS
DECIMALES
5.9.f. A[unas reflexionessobrelas operaciones en D Seanp y q dos númerosdecimales:F : a'brbzb¡...bn;q : c'd,d,dr...d. a y c son naturales, br, b2,b3,...bn,dr,d2,dj, ...d*,son cifras0, 1,2,3,4, 5,...9 . Si a es superior a c deducimbsque el número p es superior al número q. o Si a y c son igualesy b, es superiora d, se deduceque p es superior a q. o Si a y c son igualesy b, es inferior a d, se deduceque p es inferior a q. ¡ S iaycson igu ale syb,e si gualad, , nos epuedec onc luir y s e d e b e n c o m p a r a r b r y d 2 . . . y asÍ sucesivamente... El algoritmo de comparaciónse reduceal algoritmo de comparaóiónbe los naturales.
Estaoperaciónexigeuna mayor atenciónque las de adición y sustracción,porque sueleplantearalgunasdiñcultades.Al realizar,por ejemplo, las operaciones siguientes: 6+2=8 0, 6+0, 2: 0, 8 0, 6x0, 2: 0, 12 7,l-o
0. 7+0. 2: 0, 9 0, 'l x0, 2: 0, 14
5.8. ADTCLONy SUSTRACCTON EN EL CONJUNTO DE NUMEROSDECIMALES En la prácticaescolary también en todos los cálculosque necesitamoshacercon númerosdecimalesoperamoscomo si setratara de enterosy sólo debemostener en cuenta la correctasituación de la coma. Antes de dar las reglasde adición y susrracción de decimaleses convenienteque los alumnoslas deduzcan,bien a partilde la escrituradecimal de los números,o bien a partir de la adición de fracciones. Ejemplos: 2,347+ O,5g:2347/1000+ 59/100: :293711000:2,937 234711000 + 590/1000 Si los decimalessehan obtenido sin pasarpor las fracciones,las reglasde adición y sustracciónse apoyaránen el sistemade numeración. Ejemplo: 2,347+ 0,59: 2.347+ 0.590 Las reglasde adición y sustracciónson evidentesy pueden ser enunciadaspor los alumnos: I. Escribir el número decimal de forma que las comas coincidan en columna. 2. Añadir los ceros necesarios para que todos los númerostenganel mismo número de cifrasdespuésde la coma. 3. Adicionar o sustraersiguiendolas reglasde adición o sustracciónde números naturales. 4. Colocarla coma en el resultado,en columna con la de los términos de la adición (o sustracción),de forma que la suma (o la diferencia)tenga el mismo númerode cifrasdespuésde la coma que cadauno de los términosde la adición(o sustracción). Las propiedades de la adiciónde?ecimalesson lasmismasque lasde la adición de los enteros.El conjunto D con la operaciónde adición tiene una estructurade grupo abeliano,totalmente ordenado.
74
se ve que en la adición o sustracciónde decimalesse aplican las mismas reglasque se conocen para la adición o sustraccióncon los enteros.Pero cuando se trata de multiplicar, el productoya no tiene el mismo número de cifrasdecimalesque los factores.La extensiónde la multiplicaciónde naturalesa los decimalesno esinmediata. Por otra parte, el modelo de multiplicación que se ha aprendidopara los naturales,que consisteen hacerun número másgrandecuandosele multiplica por otro, ya no sirveaquí y esprecisoconstruiruna nuevamultiplicaciónque tengaen cuentaotrosnúmerosademásde los naturalesy en particularlos númerosinferiores a la unidad. 5.9.2. Algoritmo de la multiplicación Las reglasde multiplicaciónde los decimalespuedentambiéndeducirse-como en el casode la adición y de la sustracción- del cálculocon fracciones.Son las siguientes: 1. Multiplicar los númeroscomo si fueranenteros. 2. Poner la coma teniendo en cuenta que haya tantascifras decimalesen el resultadocomo la suma de cifrasdecimalesde los factores. x ( 273110) : x ( 27+31t 0) : ( 879/ 100) E j empl o: 8,79x27,3: ( 8+79l100) :23996711000: 239,967 : (879x 273/1000) . Multiplicación porunapotencia de l0 Para multiplicar un número por una potenciade l0 bastadesplazarla coma haciala derechatantoslugarescomo indique la potenciade 10 por la que semultiplica. Esteprincipio es una consecuencia inmediatadel principio de la multiplicación de naturalespor una potenciade l0 y estábasadoen el sistemade numeración decimal. x l0) : 34578.9 Ejemplo: 345.789 : 300+ 40 + 5 + 7ltl + 81100+ 9/1000 345,789 por 100cadaunodelostérminos esmultiplicar Multiplicarpor 100el número345,789 de la suma,obtenemos: 30000+ 4000+ 500+ 70 + 8 + 9/10:34578,9. 75
. NotaciéncientíIica La notación cientÍfica es un método para escribir números en términos de potenciasde 10;Por ejemplo, el número: 23 x 108esotra forma de escribir el número 2300000000; y 23 x l0-8 es otra forma de escribirel número 0.00000023.En general,la escritura a,bcdef x lOn significa que la cifra <
Para estimar el resultadode una operación puede fallar la intuición cuando se hacen cálculoscon números muy grandeso muy pequeños.I¿ notación científica permite dar rápidamentevaloresaproximados.
5.10.
DIVISIÓN
DE NÚMEROS
DECIMALES
Observemos,en primer lugar, que el cociente de dos números decimalesno es siempreun número decimal, por tanto, el conjunto de los números decimalesno es cerradopara la división. Por ejemplo, ll2+314 : 2/3; l/2 y 3/4 son números decimales,pero 2/3 no es un número decimal. No existeningún número decimal que multiplicado por 3/4 dé | 12.En escrituradecimal: el número <<0,5 + 0,75> no es un número decimal. En segundolugar, veamosque el modelo de división válido para los números naturalestampoco sepuedeextendera los númerosdecimales.En efecto.cuando se divide un número natural (dividendo) por otro número natural (divisor) se obtiene siempreun número más pequeño(cociente)que el dividendo.Sin embargo,cuando 76
unnúmerodeci malpor ot r onúm er odecim alesposibleobt ener com o unnúmeromayorqueeldividendo. Por ejem plo, 0, T+0'2: 3'5'
es númerosdecimales Ioi..tot en los queei resultadode la divisiÓn-9t19t estaoperaciónes la inversa de la multiplicación' probár que esto es asÍ analizandolas siguientesmultiplicaciones:
ü 0,?x0,09= 0,063
f)
0,005x0,09= 0,000 45 9,6" $:4,8 0,002x900= 1,800 f) 9,9" 1,5= l ' 3 ñ 8x0,75= 6
s)
En cad¿rrna de E¡condemosahora uno de los factoresde cada multiplicación. divisiones: mediante que resuelven se problemas posibles plantean dos ira no.
'ejemplo, ii ¿ó"álesel númeroque multiplicadopor 0,09da 0,063?: 0,09x : 0'063 por 0,7 da 0,063?: ¿óuálesel númeroque multiplicado 0,7 x = 0,063 b) ¿Óuálesel númeroquemultiplicadopor 0,005da 0,00045?: 0,005x : 0,00045 por 0,9da l;35?: e) iu¿l .t el númeroquemultiplicado = 1,35 0,9 x por 1,5da 1,35?: ¿óud esel númeroquemultiplicado = 1,35 1,5x qué puededecirsedel factor En el primerproblema(a) podemospreguntarnos
y producto ttene ialta. Puestoque un factor (0,09) tiene dos cifras decimales el sólo una, que que falta tendrá que factor el cli.ur ¿eci*ales (0,063)deducimos r, por tanto,0,7. y el número Éi et proutárna(b), el número de cifras decimalesdel producto es 5 del decimales cifras de número el luego cif.as'decimalesdel factor conocido 3; ;orescondi does5-3:2cociente En cada casopodemosverificar que el número de cifras decimalesdel número del la sustracciÓn haciendo puede determinar ,-el factor que sebusca- se (factor conocido)' y divisor del (producto) dividendo he lfrur deóimalesdel .-E l procedi mi entohabi tualpar ahacer lasdivisioneseselsiguient e: ' I. En el divisor se corre la coma hacia la derechatantos lugares como sea y el dividendo secgTe la coma lnecesariopara que tengamosun número entero, en thaciata direchá tantoJ lugarescomo haya sido necesariohacerlo en el divisor' númeroS€nt€: 2. Se realiza la divisiÓn utilizando el algoritmo habitual de los 'ros, teniendo en cuenta que el cociente deber¿tener el mismo número de cifras decimalesque el nuevo dividendo' a la diviSi deseamosver lo que sucedecuando se aplica el punto l, volvemos (b): sión 1000= 6'45;5 :0'09 1000/0,005x = 0,00045x = 0,00045/0,00s 0.00045+0,005 't'7
Hemos consideradola división como si fuera una fracción, pero con números decimales,luego hemos multiplicado el diüsor por una potenciade l0 (en estecaso 1000)para obtener como denominador un entero. y para conservarla equivalencia, hemos multiplicado el numerador también por 1000. En el punto I l.l8'hacemos algunasreflexionessobresituacionesdidácticasque puedendar significadoa la división con números decimales.
5.11. EJERCICIOS 1. ¿Cuálde los númerosa, b, c o d esmayor?
a= b: c: d:
0,0000000000123456'7 89+0,0000000000987 654321 0,0000000000t234567890,0000000000987 654321 0,0000000000 | 23456789+ 0,000000000 098765432| 0,0000000000 r23456789x 0,000000000 098765432|
2. Realicelos cálculossiguientes sin calculadora. los resultados Compruebe con calculadora. a) 0,85+ 0,2 g) 0,048 + 0,6 b) 0,002+ 0,32+ 1,5 h) 0,048 + 0,06 $? c) 6,801- 0,9999 i) 0,048 + 0,000006 d) 2,8 x 0,49 j\ 0,224s9+ 0,037 e) 0,003x 0,002 k ) 0, 015989+ 5. 9 0 0,048+ 6 Busquesituacionesconcretasen las que seanecesariohacer cada una de estas operaciones. Una calculadora da 0,0000001 como respuesta para la multiplicación 0,00037x 0.00054. a) ¿Cuál es la respuestacorrecta? b) ¿Cómo se puede hallar la respuestaconecta con la calculadora? c) Otra calculadorada como respuesta1998 -07. Inrerpreteesm respuesta. El decimaf correspondienrea Ia fracción 3/t06to6i'li'l ll ¿eslimitado o ilimitado?¿Esperiódico?¿Cómo puede sabersesin hacer la división?
5 . ¿Quéfraccionestienen escriturasdecimales?: a) ¿limitada con cuatro cifras? b) ¿periódicacon cuat¡o cifras? a) Encuentreuna escrituradecimalpara l/13,1119,1123,l/29, l/31, l/3j, | /4t. b) ¿Cuál es el perÍodo en cada caso? c) ¿Cómo halla¡ más cifras que las que da la calculadora? d) ¿Quétienen en común los denominadores? e) Encuentre una relación entre el período y el denominador de cada fracción. 7. Si escribimoslos númerosracionalesen un sistemade base 12, ¿quéfracciones podrán escribirsecon una escritu¡a<
78
TERCERAPARTE:
EL PROBLEMA DE LA ORGANIZACION DE LA ENSEÑANZA DE LOS NUMEROS DECIMALES
Introducción
En la primera y en la segundaparte hemos encontrado los números decimales desdelos puntos de vista social, histórico y matemático. Pero hasta ahora no nos hemos ocupado de los problemasque plantea la planihcación de su enseñanzaen las clases. Las condicionesgeneralesde los aprendizajesnuméricos,así como la organización del trabajo del maestro en el aula se han tratado ampliamente en el libro Númerosde estacolección.Eso nos permitirá limitarnos a describiraquÍ únicamente aquellosaspectosdel aprendizajeque son especÍficos de los númerosdecimales. Los diferentesaspectosde los números decimalesque hemos puestoen evidencia en los capitulos4 y 5 plantean diversosproblemasa la hora de decidir qué tipo de relación del niño con el conocimiento se quiere provocar y cómo se van a organizarlas lecciones.Habrá diversasformas de resolverestosproblemas,sqún la forma de relacióncon el conocimientoque el maestroimagine: o Puedenseguirsediversaspresentaciones inspiradasen el orden de la construcción matemáticaque acabamosde ver. Por ejemplo, a partir del sistemade numeración decimal, de la medida, o de otra forma cualquieraen la que el decimal aparezca y pueda ser nombrado. o Se puederecurrir a situacionesde la vida corriente en que aparecenlos decimaleso a las posibilidadesde actividadespara los alumnos que ofreceun material estructurado. r Es posible elegir una estrategiade situacionesespecialmentediseñadaspara hacer funcionar uno u otro aspectodel número decimal. o También se puedepartir del análisisde los comportamientosy de los errores de los alumnos,o de las distintasconcepcionesde número decimal que se manihestan a travésde los errores,y organizarla enseñanzacomo método para superarlos. En los capítulos que comprende esta tercera parte nos ocuparemosde estas diferentesformas de resolverlos problemasque la organizacióngeneralde la enseñanza de los decimalesplantea. 8l
6.
Primeraslecciones para introducir los decimales
Describiremosen este capítulo distintas formas -ómadas de autores diversos- de presentacióno introducción de los números decimalesen la enseñanza elemental.Las aquí expuestas,aun no siendotodaslas posibles,son las más usuales. No establecemosuna relación con el contexto en que se utiliza cada una sino que nos limitamos a señalarque todas ellas tienen en común la idea de una presentación que contienela deñnición y de la cual pareceque sepodrán derivar las propiedades.
6.1.
COMO EXTENSIÓN NATURAL NUMERACION DECIMAL
DEL SISTEMA
DE
El sistemade numeración decimal permite escribir números tan grandescomo se quiera con sólo tener en cuenta que cada lugar representadíezvecesel valor del lugar situado a su derecha. Por consiguiente,el valor que representacada cifra dependedel lugar que ocupa. Por ejemplo: seael número 88 8x 8x 8x 8x 8x
I ( 10= l0x l) l0 10 0 ( 100: l0 x l0) 10 00 ( 1000: 100 x l0) 10000(10000 = 1000x l0)
El primer 8 de la derecharepresenta8 unidades,y moviéndonosde derechaa izquierda,el segundo8 representa(8 x l0) unidades,el tercero (8 x 10 x l0) unidades...,y así sucesivamente. De la misma forma podemosdecir que cada lugar situado a la derechade uno dado representala décima parte del valor del lugar precedente.Asi, el mismo núme-
83
ro podemosleerlo de otra forma: 8 8 8 8 8
x x x x xl
10 00 0 10 00 ( 1000: l/ 10 x 10000) 1 00 ( 100: 1¡ 16 x 1000) ( 10 = l/ 10 x 100) l0 ( l= l/ l0x l0)
El primer 8 de la izquierda representa80 000 unidades; y, moviéndonos de izquierdaa derecha,el segundo8 una décima pañe de éstas,estóes g 000 unidades; el tercero 800 unidadesy así sucesivamente. Parecenatural extenderhacia la derechaesteprocesoque consisteen que cada lugar representala décima parte del valor del lugar precedente,para representar cantidadesinferiores a la unidad. Basta con separar,de alguna manera, la parte entera de la parte que llamamos -de forma impropia- <
Para que los niños puedan dar el significado de números a estasescriturases iSOque descubranque se puede hacer con ellas lo mismo que con los enteros: ordenarlas,hacer operaciones;y que estasrelacionesy operaciones a relacionesy operacionesde medidasde magnitudes. En una palabra, si no se combina esta introducciÓn con otras que perm¡tan Cubrirque estasescriturasrepresentannúmerosnuevos,distintos de los enterosy permiten resolver problemas que no podíamos resolver únicamente con los ros,tendremosel peligro de reducir el aprendizajede los númerosal de algunas susformas de escribirlos.
6,2, A PARTIRDE LA MEDIDA
Antes de pasar a la descripción de algunasde las presentacionesque pueden hacersea partir de la medida, hagamosuna aclaraciónsobrelos distintos signihca(Aunque para una información más completa dOsque seda a la palabra<
Figura6.1
0
d
n,U
n.q
Ejemplos de ello puedenser la medición de longitudescon una regla graduada; de tiémpb con un cronómetro; de temperaturacon un termómetro; de capacidades con una probeta. o Finalmente, existela medida propiamentedicha, que consisteen establecer una correspondenciaentre los valoresde una magnitud -por ejemplo una longitud- y los números, una vez fijada la unidad.
85
Para que estacorrespondenciaquede definida para todos los valoresde ra magnitud considerada(por ejemplo, para todas las lbngituder), ió, n,i,,,.ros enreros resultaninsuficientesy se necesitael conjunto ¿e los ñri-"rí, ,.¿", óritivos (R+ ). Por ejemplo, una vez que hemos elegidouna u¡idad de longitud u, a toda longitud (a)), se puede asociarun número real y uno sólo, que la-ai.rno, ,neáidu d. u la unidad (
3¡ y a2,se tiene:
m ,(a )= m ,(a r)+ m ,(a :) La medida de a es igual a la suma de las medidasde y a, a,. ,r..r!,
tt una longitud a se ha obtenido añadiendo t u""", la misma longitud a se m" (a )= m " (k b )= k ¡¡" 1 6 ¡
La medida de a es igual a la medida de kb e igual a k veces la me&a de b. o Si ar es una longitud inferior a a", entonces: m"(ar)< mu(az) La medida de a, es inferior a la medida de ar. De estaforma, la medida hacecorresponderá rasrelacionesy operacionesentre cantidadesde una misma magnitud, relaiiones y operaciones entre números reares (ello esválido para todas las magnitudessobrelas que puede se definir una medida). 6.2.1. Presentaciónde los decimalesa partir del sistema métrico consiste en introducir el número decimal como una forma de codificar una medida y que ese código nos permita pasar de una expresión de la medida en función de dos o más unidadesa una e>qpresión que sólo haga intervenir una unidad. citemos un ejemplo de este modo de presentación,tomado de R¡y pnsron y Purc Ao¡.v (1940):
86
Antes de ahora hemoshabladode una longitud,como g dam 3 m 4 dm, cuya de unidadesde diversosrirdenes. salta a la vita la incomodirye{a3 estdcompuesta dad de manejaren ra escrituraprdcticanúmeros
fundamental, única que se consigna, y conservando la posición de las cifras, pero separando con una coma las que indican unidades enteras de las que indican partes fraccionarias. Así, tomando por unidad elvnetro, expresaremosaquellas longitudes de estemodo; 83.4m 83.475m. En resumen,se aplica el mismo principio del valor relativo utilizado en la numcración de enteros, teniendo en cuenta que cada cifra representa unidades diez vc<'t:; mayores que la que le sigue a la derecha, y señalando con una coma el lugar de lu.t unidades enteras. Esta misma notación vale, pues, para toda clase de medidas en las que las unidades sucesivassigan Ia ley decimal. Por ejemplo, 3 kg ó dag 9 g 5 cg puede expresarse así: 3069,05g tomandopor unidad el gramo, 3,06905kg tomandopor unidad el kilogramo, y lo mismo escribiríamospara medidas en litros y susmúltiplos y submúltiplos. Podemos,pues, enunciar la siguiente regla: Para representarun número compuesto de unidades decimales enteras yfraccionarias, se escriben las cifras que representan el número de cada una, comenzandopor las de orden superior y poniendo un cero para ocupar el pueito de las unidades no contenidas en el número, y se separan con una coma las unidades enteras de las fraccíonarias. -Estosnúmeros se llaman abreviadamentenúmeros decimales.o también fraccionesdecimales.
El número decimal 83,475m apareceentoncescomo otra forma de escribir t3 475 mm. ' Esta presentaciónpuedetener algunosinconvenientes: a) Puedeconducir al niño a creerque, con un cambio convenientede unidad, 'podni prescindir siemprede los números decimales. b) Los números decimalesno se perciben como números nuevos,sino como
8'l
sentacionesque han servido para presentarel sistemade numeración decimal; por ejemplo, los bloques multibase de Dienes que veremosen el capítulo 7. Para hacer comprender mejor la significación de la coma, se suelenproponer ejercicios en los que se codifrca un número tomando otra base distinta de 10. por ejemplo,que sedeseaexpresarel número de alumnosde la clase Supongamos, en base3 y obtenemoslaescritura221 quesignifica:(2 x 9) + (2 x 3) + t : Z:. Si decidimostomar como unidadel grupo de 3 alumnos,la escrituraque representa el número de alumnos de la clasees22,1. La coma señalasiempreel lugar del grupo que se ha tomado como unidad. De todos modos,los númeroscon coma que aparecenmedianteestosmétodos estánmuy lejos de dar una imagenpertinentede los númerosdecimales.¿Cómo podrá imaginar el alumno que se puede intercalarsiempreun número decimal entre otros dos, y que, por tanto, puedenintercalarseuna inhnidad?Si sólo posee estasimágenesde los decimalesseguirácreyendoque el número 22,2es<
$
Otra manera de llevar a cabo una presentaciónde los decimalesa partir de la medidaconsisteen construiruna conespondencia entreuna magnitudy los números que veriñcanlas propiedades(l) citadasen el punto 6.2. por ejemplo,la longitud. Una vez fijada la unidad,los números Consideremos, enterospermiten asociarun número a algunaslongitudes.Pero no a todas.Y si se eligeuna unidad más pequeña-por ejemplo, un submúltiplo de la unidad dadase puede asociar un número a nuevas longitudes, con lo que las longitudes que tenían una cierta medida en la primera medición cambian de medida. Pero nos encontramos con el mismo problema, ya que es necesariomodihcar todo para medir nuevaslongitudes,y ademásno se puederepetir indehnidamenteel proceso. m ( AB) : l; m ( AB) ":
6
lOdascon los racionales,pero descubrir también que los decimalespermiten dar ¡proximacionestan finascomo sequierade cualquierrealy, por tanto, de cualquier medida.
ffi
Figura é.3
k
k .l
Si parauna longitud l, existeun enterok tal que la longitud I estécomprendida entrek vecesu y (k + l) vecesu: ku < I < (k + l), entonces1 es igual a la longitud ku más un resto: l :k u+r , conr , lo que escribimos:n.r : P.u, de donde se deducc r:
/r\
l:l u. El significadode n/p vienedado por: n x p/n : p. \n/ 3u : 4r; r: (3/4)u
Fli
ffi
F
Figuraó.2
Fl--'t
r# 6.2.3. Presentaciones sin cambiarla unidad
\
a) Subdivisiónde la unidad: otro método consisteen presentarlosconservando la unidad pero inventandonuevosnúmerosquc nos permitan medir muchasmás longitudes.para tener en cuentatodaslas longitudcsseríanecesarioel conjunto de los númerosreales,que no se estudiahasta l." clc ll.LJ.P.,pero lo importanteen la enseñanzabásicaes plantearel problema y buscarcsosnuevosnúmerosque nos permitan medir un mayor número dc lon¡¡itutlcs,l)cscubrir que no las medimos 88
r----rt------------_1
Figura6.4
F--u--'l
Se puede dar fácilmente a estossímbolos(p/n) el estatusde número porque se puedencomparar y se puedenhacer operacionescon ellos que prolongan las opera(1976),paraconscionesde los naturales.Esteesel modeloque utiliza BnOUSSpeu truir los números racionalesy los decimales-medidas. Ahora bien, para asociara cadapunto de una recta un número, habiendoltjado 89
una unidad (cualquieraque seael método utilizado para crear las fracciones)necesitamos un sistemade numeración en el que podamoscodifrcar los nuevosnúmeros que vamos creando. Pienso que este sistemapuede ser, en un principio, el sistemabinario, porque presentaalgunasventajassobreel sistemadecimal: o En el sistemadecimal, los alumnos calculande forma automática y utilizar el sistemabinario les obliga a reflexionar sobre lo que hacen. o En el sistemabinario, resultaposible dibujar cinco o más graduacionessucesivas, lo que hace aparecerde forma evidente la reiteración del procedimiento, mientras que en el decimal se pueden dibujar a lo sumo dos, y es precisorecurrir a imaginar el efecto de lupa para seguir haciendomás subgraduaciones. o En cada etapa es más fiícil situar un punto en el sistemabinario, pues sólo hay dos posibilidades,mientras que en el decimal hay diez. o Los alumnos trasladanliicilmente al sistemadecimal los procedimientosque utilizan en el sistemabinario.
. o'f ii m¡¡m¡ lo
iirioT
io
Figura 6.5. Subgraduaciones binarias de una recta.
6.3.
PRESENTACION
A PARTIR DE FUNCIONES
NUMÉRICAS
gráficade la función( + 2) en N. Figura6.6. Representación Sehacelo mismo para las funciones
Setrata de crear una situaciónnumérica que pongaen evidenciala necesidadde nuevosnúmerosa partir de los conocimientosque ya tienen los niños.Estaforma de abordar los números decimalessupone haber trabajado previamente algunas funcionesen N. Por ejemplo,las funcionesf, g, h: [f:n -+ n + a]; [g:n-+ n - a]; [h: n+n xa ]. a) Se plantea la función <
8_) 4 9+
90
t' : (stz) !?..Podemosentoncesdecir que hemos fabricadounos números nuevosque nos permiten respondera las preguntasque nos habíamosplanteado.La representación gráficanos ha permitido ampliar el conjunto de los númerosque tienenimagenen la función (+2) y hemosvisto que podemosencontraren la rectanuméricatodos los puntos que necesitamospara que cadauno de los puntos que correspondena los números naturalestenga una imagen por estafunción. Sehacelo mismo con lasfunciones( + 5), ( + 3), ( + l0), y seestudiandespuéslas funciones(x 10"), (+10'), actuandosobre N, por ejemplo, las funciones(x l0), (+ l 0), (x 102),(+ 102),(x 103),(+ 103) . . . LlegadosaquÍ, el maestroprovoca observacionessobrela acción de estasfuncionessobrelas escrituras.Los alumnosdescubren,por ejemplo.en particularque en la tabla de la función (+ 100)no sabencómo escribirlas imágenesde algunosnúmeros. Seproponen ejercicios,como el siguiente,que consisteen completar cuadrosde las funciones:x 1000; x 102;x 104(Enrrl¡l-,1982). 9l
x1 0 0 0
x 102
-
x lOa
'72
78000
1430
540
4
r00000
500 120000
i:'
140
l3
400 104
ióu
r0000
106
100000
6.4. CONCLUSIÓN
104
ib,
l0 1430
2 300000 25 72
bo
Estasactividadespermiten poner en evidencia algunaspropiedadesde las funpor 10n),y
't2000
t72
r 72000
72
72 000
+ 100
+ 100000
+l
+ 1000 73
73000
72
'72000
x 1000
x 1000 72000
72000000
Si la diferenciade dos númeroses 100,la diferenciade susimágeneses 100000. Si la diferenciade dos númeroses l, la diferenciade susimágeneses 1000. Si un número se multiplica por 1000,su imagen resultade multiplicar por 1000 la imagen del primero. Estosejerciciospretendenque los niños dominen estaspropiedades
a la medida de magnitudescontinuas, puede resultar excesivamenteformal y poco adaptadaa la enseñanzabásica. POrotra parte, aunquequedeclarOque Seha tratadg de enContrarnuevosnúmcros para intercalar entre los naturales, este método no transmite a los niños la intuición de que entre dos decimalessiemprese puedeencontrar otro. Ni tampoco dice nadade la relaciónde los decimalescon los racionalesque sehan construidoal mismo tiempo.
Hemos visto algunasde las diversasformas de presentara los niños los primeros Los contextosen que aparecenson diferentesy cada uno de números<
6.5. PISTASDE REFLEXION Y EJERCICIOS l. Examina varios libros de texto para los cursos4.o, 5.oy 6.o de E.G.B. Compara las formas de introducir los númerosdecimales.¿Enqué ponen el énfasis?¿Seintroducen números o escrituras?,¿seaborda sólo el cómo se hace?,o ¿por el contrarro sc interroga sobreel porqué y para qué de los decimales? 2. En el sistemadecimal de numeración,las lraccionesl/2, ll4 y l/5, tiencn escriturasequivalentescon coma, seles llama númerosdecimales.¿Cuálesde entrc las con coma en el sistemade l12, l13, l/4, l16, l/5, ll12 puedenescribirse fracciones numeración de base 12? 3. Seael segmentoAB, marcar 0 en A y 1 en B : AB? ¿Cuáles el número que correspondea X, tal que 1l AX
Figura 6.7 4. ¿Cuáles el Punto Y tal que AY : l0 AX? 5. ¿Cuáles el punto que correspondeaZtal que 100tZ : AB? 6. Construye en la recta Do, el punto al que corresponde el número l0l.0l10l l0l l0l10... (en los ejercicios3 al 6 los númerosestánescritosen el sistema binario).
93
7.
Materialesy ocasiones de la vida corrienteen las que pueden encontrarselos decimales 7.1. INTRODUCCION Otras formas de introducción de los decimales utilizan las ideas asociadasa ciertos materiales.En todas ellas se parte de la premisa de que la manipulación de materialesestructuradosfavorecelos aprendizajesdeseados.Haremos en estecapítulo una breve descripciónde los más usualesy describiremosalgunassituaciones escolaresen las que se utilizan. Incluiremos, además,algunasformas de presentar los decimalesmediante situacionesde la vida corriente o manipulación de materiales no estructurados. "$
7.2. LAS REGLETASDE CUISENAIRE Este material, creado por Geonces CurseNnrne,maestro de Thuin (Bélgica), empezóa conocerseen 1952con la publicación del libro les nombresen couleur, ¡r¿ducidoal castellanoen 1952.En 1957G¡,rrscNo escribeen castellanoAritmética con números en color y extiende a muchos paísesel método de enseñar las matemáticascon las regletasde CurseNelRr.Pareceque Españafue el país donde los maestrostomaron con más entusiasmolas regletasy su papel en la enseñanzade bs matemáticas. ''1.2.1. El materialy su funcionamiento El material de Números en color constade un juego de 241 regletasde colores: l0naranjas(l0cm de longitud),20amarillas(5cm), ll azules(9cm). 16verdes ccuras (6 cm), 33 verdesclaras(3 cm), l2 marrones(8 cm). 25 rosas(4 cm). 50 roias (2 cm), 14negras(7 cm) y 50 blancas(l cm). Todastienen un ctntímetro cua-
95
drado de sección.Es posibleconsiderarfamiliasentre las regletas: o o r o
Familia roja: roja, rosa,marrón. Familia azul: verdeclaro, verdeoscuro,azul. Familia amarilla:amarilla,naranja. La blancay la negraestánsolas.
Representaremos las regletascon los símbolos: b para la regletablanca, r para la roja, v para la verde claro, R para la rosa, a para la amarilla, V para la verde oscuro,n para la negra,m para la marrón, A para la azul y N para la naranja. Las regletasson un conjunto de objetosestructuradode tal forma que -convenientementeutilizado por el maestro- permite descubriralgunasrelacionesentre ellasque puedenayudara comprenderlas mismasrelacionesentre los números:se pueden,por ejemplo,descubrirlas relacionesde equivalenciade color y de longitud; relacionesde ordende longitudes...Es posiblehacersubconjuntosde regletasy enumerarlos;y están adaptadaspara poder definir con ellas las operacionesde adición,sustracción,multiplicacióny división. con las regletas,estasoperaciones tienenlas mismaspropiedades que en el conjunto de los númerosracionalesy, por ello, G¡'rrecNo las presentacomo un
f fi:
Despuésextiende el mismo principio a fraccionescuyo denominador sea l0 000. 100000.etc. b) Esfuerzode sistematización:las operacionesse deducende las operacioncs con fracciones.Los niños buscansi hay otrasfraccionesdistintasde lasque tiencrr como denominador10, 100, 1000,etc.,que puedanescribirseen forma dc <
7.3. BLOQUESARITMÉTICOSMULTIBASE DE DIENBS b
$ 'i.
& tr s
$ i
7.3.1. Descripcióndel material Estematerial -orientado hacia el conceptodel valor de posición- se presenta en cajas,correspondiendocada una de ellas a un valor diferente de la base' Por ejemplo, en la caja para la base cuatro aparecenlas piezas representadasen la Fig.7.l. Existencajaspara las bases3, 4, 5 y 10.
f
ffi mffi n FiguraT.r WW Las piezasde una caja son prismasformadospor cubitosy recibenlos nombres unidades, barras o filas, placasy bloques. de El volumen de las piezassucesivasde una seriecreceen progresióngeométrica cuya razón es la base.Por ejemplo,en la caja para la base4, los volúmenesde las piezasserán:l,4,16,64. En cadacaja seprevéel númerode piezassuficientespara que los niños puedanresolverlos problemasque ellosmismosse planteen. DIsNsspropone-según el principio dinámico de construcciónde los conceptos matemáticos- que los niños jueguen libremente con el material antesde organizarjuegos estructurados.Durante estafaselos niños adquierenexperienciassobre las piezasy sobrelas relacionesque existenentre ellas.Para DIeNrS,los aprendizajes que los niños hacen en esta fase, aunque son implícitos, llevan al concepto impensableque un periodo brevede juego matemáticoque sequieretransmitir: <
97
dados,por ejemplo).Para comparartendrán que distinguir las unidades,barras, placasy bloques;o intentar cambiartodaslas piezaspor el número equivalentede unidades-lo que exigiriamás bloquesunidad que los que hay en unacaja-. Será necesario,pues,comparar entre sí los bloques,placas,barrasy unidadesdespuésde haberhecholos cambiosposiblesobteniendoel mayor número posiblede bloques, de placas,etc. Los niños comprenderánque tiene más madera el que tiene un número mayor de bloques. cuando los niños han asimilado la estructuradel material, Dr¡N¡s propone que piensapuedenllevarlesa las cuatro operaciones Juegosestructurados aritméticasde adición,sustracción,multiplicacióny división. La mayor parte de los niños -después de haberjugado indistintamentecon todaslas cajas- descubrenpor sí mismosel papel de la caja de base10. "sp".ial
distintasporque en cada caso se ha decidido que la unidad sea distinta, pero cl númerode cubitossiguesiendoel mismo. Estaforma de haceraparecerla décima,la centésimay la milésimapucdc scr interesantesi se presentaa los niños como un problemaque hay que resolvcr:el problemade escribirel número de cubitoscambiandola consignaque dctcrnrirlltllt unidad. Pensamosque si se utiliza esta forma de introducir diferentescscriturasc'otl coma, los niños deben manipular el material, hacer los cambiosneccsariosprttlt e intcrpasarde una escrituraa otra, enviar mensajescon distintascodificaciones pretar los mensajesenviadospor otros niños, utilizando para ello el cuadro dc una placa y 37 centésimasde placo,
7.4.
ÁB,{COS
7.4.1. Descripción
Los ábacosno sólo sirvieron para contar, sino también para hacer cálculos muy complicados;aún hoy no se ha perdido el uso der ábacoen uigr;o, puÍr.s como china, R-usiay Japón, donde es iosible todavÍa encontrar comerciantesque hacen suscálculoscon un ábaco...,y tienenuna tal habilidad paracalcularcon esteinstru_ mento que lleganinclusoa hacerlas operaciones tan deprisacomo con una calcula_ dora. CuentaG. Irna' (19g5)en un iibro sobre las cifrasrecientemente traducido al castellano (1987)la siguienteanécdota: Llegó a haberen Japónun auténticotorneo,que enfrentóar japonésKiyooshi Matsuzaki,campeónde sorobande ra ofcina a/ ilirr"í iü'Mi;ir;í;i" de Correos, contraeramericano ThomasNathanwóods,sordado ¿" ,rei"¿i liiii'de ta 240sec_ ción.financierader cuarterGenerarde rasFuerzas ¿r.á.¿o, ulÁ- ln Japón,que habíasido nombradoo! *,ir opiiádo, de ,atcutailla, derejército "tptno amer¡cano enJapón>.Tuvorugar en noviembre de 1945,riri¿, "t¿rir¡iá, árr"r"io ra segunda GuerraMundiar.Los.hombreldergenerarMac Arrhur seesforzaban endemostrar a ,;:rl:í"*t^ vencidosta superioíidadde tosmétodo, Áidi*ii L origen occi_ Er partidosedesarroróen cincotiemposqueprogresivamente íbanteniendoope_ ractonesarttméticas. más complicadas. El japonés_con su marcadorde bolas_ ganó4 a I, conyarioserrorespor partedel vencido. Actualmentees f,ácirencontraren er comercioargunos moderosde ábácosque se utilizan.enla escueray también como curiosidad un ¿uu"o que-io se ut¡liza en occidente. "rrino Los ábacosescolares.suelen estarformadospor un cuadrode maderacon alam_ bres horizontaleso verticaresy bolas móviles,que son con frecuenciade colores diferentes.De estaforma, se pretendedistinguirlos distintosórdenesde unidades por el lugar del alambrey por el color de rasiolas. por ejemplo, l0 bolasazulesen la primerafila puedencambiarsepor una bola amarillaen la segundafila; l0 bolas amarillasde la segundafila puedencambiarsepor una bola azulen la tercera,y así sucesivamente... Más interesantes para representar el principio de posiciónson los ábacosen los que las bolasson todasder mismo coloiy sólá cambiasu posiciónen las rrlas.por ejemplo'el número 1328podemosrepresentarlo con ocho ¡olu. * iu p¡mera fira de la derecha,dos en la segunda,tres en la terceray una en la cuarta.
ábacoes vertical);o de abajoa arriba o de arriba a abajo(si el ábacoeshorizontal). un pasoa la escrituraconvencional. y no deberÍaserexclusivamente El ábacoo el marcadorcon bolaschino esun instrumentoque seprescntilcolrt() un bastidorrectangularde madera.Estácompuestopor un determinadonútllcro tlc sietebolasmóviles.Una barra lraltsbarritaso palillossobrelos que hay ensartadas versaldivide el marco en dos partes,de forma que en cada palillo qucdan cirlt'tt a la barratransvcrsal.las bolasabajoy dos bolasarriba.Las bolaspuedenacercarse de abajo moviéndolashacia arriba y las de aniba bajándolashacia la barra.('ada palillo de esteábacocorrespondea un orden decimaly seadmite la convencióndc que un palillo situadoa la izquierdade otro poseeun valor diez vecessuperiora este último.
Figura 7.3
7.4.2. Introducciónde decimalescon ábacos Los distintos ábacosforman parte de los modos de representarcantidadesdiscretasque los niños conoceny se utilizan también en el momento de extenderel principio de la numeracióndecimala otros números. Sabemosque las adicionesy multiplicacionesimplícitasa la escrituracomprensivade los númerosenterosson una de lascausasprincipalesde la dificultadque los para poder niños tienen para aprenderlos.Estasdihcultadesdebenestarsuperadas ordenarlos,hacer operacionescon ellos y para planteary resolverproblemasquc tengansentidocon estosnúmeros.Por ello, antesde iniciar la extensióndcl sistenra de numeracióndecimala númerosmenoresque la unidad, el maestrodcbc ascgtrrarsede que los niños dominan el sistemade numeracióndecimal para ntittrcrtls enteros,es decir, que: o Son capacesde interpretarescriturascomo las siguientes: 100) +( 5xl0) +3 9653: (9x 1000)+ (6x
I 3 2 I
Figura7.2
Sesuelenutirizarestosábacospararepresentar los númerosy como preparación a la numeraciónescrita.por eilo, t. .onréruunlasmismas convenciones en el orden de representaciÓn de las unidades,aunquecon f.Lcuencialos niños tienen dificultadescuandoselespresentaun ábacohoiizontal. Sin embargo,.rt. o,"i.¡"1 sepresta a favorecerla comprensiónde rosagrupamientos de distiritóso.¿"n", qu, podnan representarse igualmentede derechaa izquierdao de izquierda a derecha(si el
r00
. Sabenpasarde la escriturapolinómicaa la escriturasintéticade un número entero. por ejemplo, . Sabenhacerdiversasdescomposiciones, : : :9000+ 600+ 50+ 3 et c. 9650+3, 9600+53 9653 Por interpretar coffectamentelas escriturasse entiende que hayan adquirido el significadode la numeraciónde posición: o Sabenagruparen paquetes,cuandolas cantidadesson pequeñas. o Sabenque el valor que se da a cada cifra tiene un significado relativo a las cifras más próximasa ella, lo que les permite dar a cada lugar diez vecesel valor atribuido al lugar que le sucedey la décimaparte del valor que le precede. 101
o saben que la unidad esla única posición que tiene signifrcadoindependientemente de los otros lugares. Los que eligen estemodo de introducción de los decimalessuelenempezarpor la lectura de mensajescodifrcadosen ábacosconocidos,por ejemplo:
l l l l tJ ll || ||
et ¿;ol-l-l-Lde
Ene¡o de .l-ll-lno.¡¿
en Ener o det oño Figura 7.4
Luego proponen a los niños que se intercambien mensajeshaciendo intéi:venir estetipo de representaciones. Otros problemasque se.plantean: r ¿cuáles son los números que pueden representarseen un ábaco de cinco varillas utilizando tres f,rchassolamentey colocándolastodas en la misma varilla? Admitimos que situamoslas unidadesen la primera varilla de la derecha. observarán-quepueden representarlos números 3, 30, 300,3000 y 30000, t segúnel lugar donde decidamoscolocarlas fichas. o ¿Qué números puedesrepresentaren el mismo ábacocolocando 3 fichas en una varilla y dos en otra?
l l tl
llll
J2
23
t|
||
Itl ll tl llll
Figura 7.7
32
0
0
Figura7.5 Figura 7,8
Darán resultadoscomo 32,23;.1Ae,230,3200,2300,30 002,20003,etc. Estosy otros ejerciciossimilarespuedenfamiliarizar a los niños con el algoritmo de la numeracióndecimal,hastaahorautilizadasólo paraescribirnúmerosenteros. A continuación se planteanproblemasadaptadosa los niños cuya solución exija representar nuevosnúmeros.Por ejemplo,problemassencillosde división:se desea representaren el ábacoel resultadode repartir 3 entre 2. ¿Cómopodremoshacerlo? Se puededecidir representarlas unidadesen la segundavarilla -empezando por la derecha- y tendremostres fichasen estavarilla; tambión se puedenrepresentarcon dos fichasen la varillade lasunidadesy l0 fichasen la varillasituadaa la 102
n' ?
¿Y una hcha colocadaen la segundavarilla a la derechade la de las unidades?
|rl
0
2 .1 0x0 1
que hemos ¿Quérepresentaríantres fichascolocadasa la derechade la varilla en representadolas unidades?Los niños verán que siguiendoel mismo procedimiento que antes,.unafrcha situadaa la derechade otra representasiemprela décima parte de lo que representala anterior. En este caso el número representadoserá
llll l{il¿!--L .llll 32
lll{
||= |t l | t t |il
Figura 7.6
HJ I
mí po dre ¿Cu o'n tosoñ os c um pt e
ll l+ lr llll llll ll
derechade las unidades.Hemos descompuesto3 unidadesen dos unidadesy dicz décimas.Es fácil ahorahallar la mitad de (2+ l0 x 0,1) que seráuna unidad y cinco décimas. En un principio no se escribe con símbolos, sino que se hará co¡ cl material y los niños dirán lo que han representadoy lo que significa.
lll_l1l_l 0'01
0'0 0 1
el número 0,01. Hemos representado ¿Y una ficha colocadaen la tercera varilla a la derechade la de las unidades? el número 0,001 Hemos representado Se puedeseguirel procedimiento que no ofreceya ninguna dificultad, los niños pueden divertirse escribiendo un número de muchas formas, ya que una hcha puede siempre sustituirse por l0 de la varilla contigua a su derecha.Y podrán intercambiarsemensajesnuméricos que deben descifrar, representandonúmeros colocandofichas a la derechay a la izquierda del lugar de las unidades'
103
Se ve que no tiene razón de ser el limitarse a sólo hablar de milésimasporque el procedimiento de representaciónuna vez comprendido es el mismo hacia la derecha que hacia la izquierda, y permite representarnúmeros o muy grandes-hacia la izquierda- o muy pequeños-hacia la derecha.
3 t' t
Figura 7.9
Es interesantecombinar esta forma de encontrar los primeros decimalescon actividadesde medida.Por ejemplo,los niños disponende una cuerdade l0 m de longitud que se considera la unidad; pueden cortarla en l0 partes igualesy cada metro seráuna décima (0,1); a su vez, pueden dividir el metro en l0 partesiguales, para lo que pueden servirsede la regleta naranja (regletascursrNllne) o sencillamente de una regla dividida en dm. un dm será aquí la centésimaparte de la unidad(0,01). Se les proponen cuestionesdel tipo: é ¿cómo representaremos3 dm en el ábaco?¿En qué varilla colocaremoslas 3 fichas?observarán que tienen que decidir qué varilla representarálas unidades -en este caso l0 m-: I m se representaráen la casilla contigua a la derechay I dm en la contigua a estaúltima.
t0mlm3dm
7.5. MTNTCOMPUTADORDE PAPY 7.5.f. Descripción El minicomputador de Pnpv es un ábaco particular que combina el sistcnrl¡ decimalcon el sistemabinario. Sometidoa unasdeterminadasreglaso leyes.pcrrnide númerosnaturalesy decimales.Funcionacolrrrl te numerosasrepresentaciones un pequeñoordenador,con el que se realizade manera mecánicalo quc cn cl cálculo es automático.Propicia una situaciónexcepcionalde aprendizajepor las múltiplesactividadesde cálculoy de razonamientosobrelos cálculosque permite. El minicomputador consisteen placasque siguen las reglasde la numeración binaria (en cada placa)y decimal (de placa a placa).AsÍ, para representarlos números enteros-en el sistemadecimal- las unidadesse colocan en la primera placa de la derecha,las decenasen la segunda,las centenasen la tercera...,y asÍsucesivamente.
MME f f i
FiguraT.rrI | | | | | | | | l'lel Cada placa está dividida en cuatro casillas,cada una de un color: blanco (b)' rojo (r), rosa (R) y marrón (m). Estoscoloresson los correspondientesa las regletas de Culs¡NtlnE para representara los números 1,2,4 y 8, respectivamente. Cualquier distribución de fichas sobreel minicomputador representaun número. Para reducir una distribución a su formación -distribución que permite la lectura inmediata del número- basta aplicar las reglassiguientes: R,: Dos fichasen la casillablanca,equivalena una ltcha en la casillaroja'
Figura7.10 Fi g u r a T.l 2
7.4.3. Con ayuda del cuadro de valores que se ha utilizado en la numeración decimal Éstaesla situaciónclásicaque sueleapareceren muchoslibrosde texto,consiste en utilizar el cuadro de valoresque ha servido para escribir los números naturales en el sistemadecimal, y que se utiliza ahora prolongándolo hacia la derechadel lugar de las unidadespara representarunidadesfraccionarias:décimas,centésimas, milésimas,etc.
H= H I
l 'l
l 'l
I
Rr: Dos hchasen la casillaroja equivalena una ficha en la casillarosa.
l-Tl=E I I I I
FieuraT.t3l"l
Rr: Dos frchasen la casillarosaequivalena una en la marrÓn. Nombre de los lugares Valoresde los lugares
r04
Centenas
Decenas
Unidades
Décimas
Centésimas
TTi=M I | | | |
FiguraT.t4 | 100 100 l0x l0
l0 l0 l0
I I I
t/10 0 ,1 I l t0
1/100... 0,01 l /l 0x l 0
Ro: Una hcha en la casilla roja y otra en la niarrón equivalen a una ficha en la casillablancade la placasiguiente. 105
l-.T-l t-t-l: l' l
|
FFJ | I.l
TT+-l
|
|
|
F i g u ra T . t5
Toda distribución de fichas constituirá una formación, cuando sobre cada una de las placas: q) No haya más de una frcha por casilla. Ejemplo: La formación correspondientea lggg es la siguiente:
ffiffiffiffi
y susposibilidadesde acción con los números formen parte de su bagajede conoctmientos. El maestro plantea el problema de repartir 30 caramelosentre dos niños' Por Musupuesto,los niños interpretan que se trata de repartir en partes iguales. macslro 15. El y respuesta la dar de 30 mitad la hallar de son capaces niños chos puede introducir, si no lo ha hecho antes,una forma de escribir esa rcspttcsli 39= 15' 'áhoru '012)x plantea si es posible hacer esta operación sobre el minicomputaclor minicomEt proutemaconsisteen hallar la mitad de un número con ayuda del putador. Los niños representanprimero 30 de Ia manera slgulente:
Figura 7.1ó
'o=ffi H FiguraT.re
b) Si hubiera una ficha en la casilla marrón. no puede haber ficha ni en la casillarosani en la roia.
fn
r.tl 2
Figura 7.17
é
La reducción de una determinada distribución puede efectuarsede distintas formas.cada niño tendrá la libertad de buscar su propia estrategiade reducción. El minicomputador de encerado (para exposición y activiáades en el grupo clase)estácompuestode placasmetálicascubiertasde cuatro cuadradoscoloreados y como fichasseutilizan pequeñosimanes.Los niñospuedeninclusofabricar fiicilmente un minicomputadorde mesa hecho con cafulinas. como fichas pueden utilizarsebotones. multiplica. con el minicomputadorpuedenrealizarseadiciones,sustracciones, cionesy divisiones,ademásde numerososjuegosnuméricos lCeNrrNó, J., y otros, 198 4 ).
de 30 en (20 + l0)' Lo que signifrcaque han hechola descomposición una de las casillas? en cada fichas que d9s para hlva p-uede haier ¿Quese (2 x l0) + (2 x 5)' Üi atumno hacela descomposiciÓn una ficha Hallar ahora la mitad de 30 es muy sencillo,se reducea quedarsecon I' que^representa y una que representa4 que representa10, una ' partes igualesentre Seles plantea un segundoproblema: repartir 300 ptas. en
dos amigos. para lo que Los niños representanel número 300 sobre el minicomputador, poder hallar Para (200 100). + de 300 debenhacermentalmentela descomposiciÓn frrchasestén que haya donde haciendo la mitad van a jugar con las reglasdel M.C' la mitad se ahora Hallar (2 x 50). (2 100) x + resulta p",. p"r.:"r; de"esfaforma : 100 + 50' (112) x 300 resulta: casilla cada de qúitu. hcha una v u ;J";;
300= m f f im = Hf f
7.5.2. Númerosdecimalescon el minicomputadorde papy utilizando como sistema de representaciónnumérica el minicomputador de Papy, FneoeRreuEpApy ha probado que los niños descubr.n algunasfraccionesy en particular fraccionesdecimales,asÍ como"rponüneamente eicrituras de númerosdecimales.
F-Tl=mlEl I l' l
| |
lll'l
I
F i g u ra T .tS
Sesuponeque los niños han aprendidoa representar los númerosenterossobre el minicomputador -que siguesiendo un ábacoespecial-, sabencalcularcon este material y han realizadonumerososjuegos que hacenque la imagen de estetablero 106
Figura 7.20
l-,¡oo:1oo"5o=ffi ffi ffi
pueden Estasactividadesles han servidoa los niños para saberque con el M'C' número. un de hacer la mitad dos Despuésse planteael problema de ver si es posible repartir 3 pastelesentre qu€ uno enteros' los números entre M.C. ¿Existe si se puedehacer(li2) x 3 con el pr.¿u ¿u, la respuesia?Los niños représentan3 con dos ftchas, lo que signihce ponerlaspor pares 3 = 2 + 1, pero ven que para dividir entre dos deben llegar a pero esto le blanca, la casilla en hchas 3 colocar Lo primero-que suelen hácer es la mitad, ¡ coger que fácil es las par fichas de de po.q.r" un tienen p".pl"¡oi J.¡u qu( ;; á; t; saüendividir en dos. Cuando se hace esta actividad sueleocurrir e Si la derecha. placa a más que una pedir se añada urg,¡n nino tiene la idea de
l0;
maestrolo hace,argunosniños protestandiciendo que ahoraya no tenemos3 sino 30 -comportamienro interesanteporque significa;;; ;;; ;;;;;.;;ñ; bien que añadir un cero a un número entero lo muttlptica por l0-. surge ra necesidadde ponersede acuerdoy enconfrarun criterio qu. r.pu." de algunaio.-uiu placaque representarasunidadesde la nuevaplacaque hemosañadidoy que nos permitirá resolverel problema porqu.epodrembsrepresentar la décima parte de los números que repfesentamos en la placa de las unidades.Se suele.oroiu.-"r" ti"* amanlla -:^1:.."'io color- para hacerestaseparacián.'si no sele ocurrea ningún alumno -srempre que ro hemosutilizado,la idea ha nacidoen la crase-1.iüulrr.o pu.o. sugerirladirectao indirectamente, teniendo,por ejemplo,a la vistauna praca supre_ mentaria.una vezcolocadala nuevaplaca, iós niñosextiendenespontáneamente el principio.deposicióny lasreglasoe tvi.c. h;";; i; derechay apareceel númerode la manerasiguiente:
{
3xj :
lEl ffi
Z, l . ( dg. 0, 2) = 2, 1.
2, A?, . 2x 0 '2 F i g u r a T . 2 l
I'a escritura:(rl2) x 3 = 1,5es aquí inmediata.Los niños proponenencontrar un símboloque represent. tt* u-u.ilru, y como todoshan vistoescritosnúmeros ll con coma, sueleaparecer?icilmente estatonu.n.ión. Si no ,u.gi..u'r"rpontánea_ mente,el maestropuedeintroducirladiciendoque parasepararlasunidadesenteras Qelas decimalesse pone una coma. Este método permite hacer aparecermuy f,icilmente la escritura con coma: los números nuevosque han aparecidor. igual que i", v" y ros niños calculancon elloscon rapidez. "on'po.tun ""*"idos; otra ventajaes que las escriiurasequivalentes presentan no ningunadiñcultad. Por ejemplo,si el maestro.coloca una ;".uu;i;;u vacÍaa la derechade la placa de lasdécimas,los niñosescribirán(l/2) x: :'i.jO.
:r $ t
&
*,
# ;f g
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€ ü
#
r h
g '!, jj
1 ^ Tl-l
7.'=l-T¡
t'
Figura 7.22
A partir de estemomento se puedenplantear operaciones con los númerossin referenciaa problemasconcretos.Sepuede,poiejemplo, pedir que representenl/4 de l, y obtienensin dificultad ta escritu.á bjs, ,. puedepasara nombrar estos nuevosnúmeros'a operarcon ellos.Todas las reglasdel M.C. funcionaráncomo con los enteros. Con estemétodoaparecenmuy fácilmentelos números 0,1, 0,01,0,001,...0,4, 0,8, etc', y se puede calcular decimaresaún antes de que los niños sepanescribirlos. "on "rto, "ñ;.;; otra ventajaque ofreceel minicomputadoresque lasdescomposiciones de estos númerosson inmediaras. por ejemploj0,g + 0,2 : l; 0,2 + 0,2 : g.4...
:
-i
*
& t f
108
CON
La calculadoraha podido servir para interrogarsepor primera vez sobrela signilicación de esosnúmerosque aparecenescritoscon un punto, debido a quc llts calculadorasutilizan la convenciÓnde los paísesde lengua inglesa.Hay muchas formasde organizaractividadesa pafir de la calculadora.Por ejemplo.pucdcscrvir paraexplorarel mundo de esosnúmeros,observarcómo secomportansr sc sum¿rn' restan,multiplican o dividen. también, qué números divididos por dos dan un número Puedeobservarse, cntero, y cuálesdan un número con coma o número decimal. La significaciÓn inmediaiaque aparecepor estecamino es la de concebirel número decimalcomo resultadode una división. A partir del primer contacto con estosnúmeros pueden organizarseactividades y juegos que lleven a nombrar o repr€sentarnúmeros decimales.La calculadora muy pronto a los niños unos númerosque no son enterosy que aparecen'en OfreCe la pantalá, escritoscon un punto. El maestropuede utilizar, si lo desea,estarealidai que estáhoy al alcancede todos los niños para hablar por primera vez de los
m i-n rnlr.rr =rTr trr=t-1.¡= üI 3:(2. 1):
7.6, INTRODUCCIÓN DE LOS DECIMALES DE BOLSILLO LA CALCULADORA
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númerosdecimales. Si se ha dado a los niños la posibilidad de trabajar con la calculadora para explorar propiedadesde los números,para hacerconjeturasy para verificar resultados; si han aprendido a interrogarsesobre las cosasnuevas que aparecen' muy pronto seencóntraránfrente a númerosque seescribencon un punto. Por ejemplo, ii r. propon.n el hacerla división (l :2) apareceen la pantalla0.5, que es nuevo para ellos porque no es un número entero. A partir de esta situaciÓnpuede el maestroproponera los niños actividadesque permitandar un sentidoa los números decimalés.Si los niños han comprendidobien el sistemade numeracióndecimal para los enterosencontraránpronto un significadopara 0,5 y podrán obtcncr estemismo número a partir de otras muchasdivisiones,lo que les llevaráa clcsctrbrir escriturasequivalentes: (18:3ó)= (8: 16)= (9: 1 8)= ( 2: 4) : '. : 0, 5 La utilizaciónde la coma o el punto aparececomo una convenciónde escritura. Se pueden proponer distintás formas de obtener con la calculadora0,1; 0,Ol,etc.; y también puede ser útil la calculadorapara consolidarlas reglasde funcionamientodel cuadrode la numeracióny de la codihcaciÓnde númeroscon coma. Una utilización adecuadade la calculadorapuedefamiliarizar muy pronto a los niños con los númerosdecimalesy con muchasde suspropiedades' pero si se ha utilizado para descubrirloses necesarioaportar otras situaciones para que estascodihcacionesadquieran el estatusde número y puedan servir para resolverproblemas. Es evldente que estepoderosoinstrumento que puede facilitar los aprendizajes numéricos debe utilizarse acompañado de cálculos escritosy mentales' No debe para utilizarse en estasedadesla calculadora para evitar el hacer cálculos, sino palauna en y verificar otras: propiedades poder para investigar poder hacer más, 109
rosarumnos. EnercapÍturo eproponemos :'[*lox'i"::3,?:,ffiXffi";,".*:de Es preciso,sin embargo,t"n.."n .u.nta que_conla calculadora no obtenemosel conjunto de todos los números ¿""i-ular,"Jiro únicamenteuna (
nen unas caractensrica, ,?;ill,,ll#I il| f #H.ff":i:i? j:l**.1:'' rre f,p."iusobre las reglasde la a¡tmetica
puede
reersecon interés el "o"lu'.ul."ladora iu'üiái i" ¿en. (re80), der ;Í:':l:.::*:3:ü:l'r?l?flo'u' "quiuo"an,, vrúne o Los ntimeros de ra carcuradora no se distribuyen de forma homogenea en ra recta numérica: esfdn muv concentrados atreaeao, ia"o;';:r;'; dispersandoa o ii r"""í
otradirección,-náríi oiío*o,etnúmero
f,:f!i"Xlíy'atejamos1¿
no forma parte de su entorno. Pero las medidasde longitud, pesoy capacidadsÍ que forman parte del bagajefamiliar de los niños y deben,por tanto, privilegiarseen el momento del aprendizajede los decimales,que por otra parte se aprendensimultáneamentecon la medida. También se puede proponer a los niños que inventen problemasen los c¡uc debanaparecerestosnúmeros que no son enteros.Serán problemasde repaños o problemasrelacionadoscon las medidas.
7.8. ALGUNAS REFLEXIONES DE MATERIALES
SOBRE LA UTILIZACIÓN
.u,,,,,"{i)!1,,nii:Kí:í:,:;:;í;í:::;;:,"ij!,i:;!#,,,runodetos En la mayor parte de los casosque hemos presentadoen este capítulo, las
';;i'##,";5:;:;::;;"de
númerosta iatcutadoia; l;;;',;;;;;'
)t ,ú*,,o o to
o Er conjuntode rosnúmeros de ra carcuradora no escerradopara ra adiciónya quela sumade dls n(ryeros ¿" n *liüo"ra puedesuperarsuslímites. d" ta simá'de r:,i;;;";;;';'ríiíí|,*ar*os ,",l,fflt/:simpttJicación obte_ . La suma n(ytergs.dela calculadorano esasociat¡va. -de n'i*"iol
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'o¡';i";;;';;';
asociativa i d¡,t,¡bu-
Aunqueesconvenienteque el maestro Iadora.esseguroque éstasaparecerán conozcabien rasrimitacionesde la calcu_ .u.un.,aniaen los cursosen que seintroducen los decimalesen la escuera-'El n,r,n.io ¿l'i!.,rur., con el que se puedejugar es, suficienreparaloscárcuros que
tosarumnosv muchosadurtosnecesita_
lllrTlill:
7.7. OTROS MATERIALES Y SITUACIONES DE LA VIDA CORRIENTE
."rái?x#ilJj::::¿ilt"*n
laintroducción delosdecimates conlautilización de
p"r .ü¿¡,Juáo ñlliü'e::T*il?filffii'*:;T::::*j:;:*l';iljl*
numéricas.Muchas de esras. siiuaciot"r;;;;;lacionadas con la medida y han sido tratadasen el libro EI problema ¿, to También existenaleunosjuegos ^il¡Ai,-ya .itaCo. en er comertio.(JonolEsrrv¡ y JoequiN JrurNez' 1987)'principalrient do-inór, q;;;;; srrvenpara relacionarfracciones
,13',o,'ffi il:l
dibuja¿u' rartes v ot-' iu'u-..ü.iona. d;;";;;
#ár.on.r.¡ -
El hechode que en nuestra,moneda no tengamosya en circulación una fracción decimal de la pesetanu.::l:lo.: Jiri""gan de estemo¿etocomo familiar que res facirite ra-comprensión oe atgo "ir* "áde rás primerosdecimales.Decirlesque anteshabÍa monedasde l0 céntimor en famiriar .ri" .""ria"¿, ya que "; ";;;;;e
u0
númerov> aparecenligadas a un material -particularcscriturasde los <
que sigu€nteniendo para ellos una significación.Y estosólo selogra si ha habido en los comienzosuna verdaderaacción por parte del niño y no solo"unareproduccion de lo que el maestro ha dicho.
7.9. PISTASDE REFLEXIÓN l. Busque qué formas de utilización de materialesse sugierenen los libros de texto. ¿Quién utiliza el material, el niño o el maestro? ¿cuántJ dura la utilización de los materiales? ¿Seutilizan los ábacoscon el fin de que el alumno pueda comprender la numeración o solamentecomo un pasoprevio a la escriturade los números? , ¿Sepropone a los niños que h4ganoperacionescon representaciones numéricasen un ábaco?¿o se abandonaen cuanto se ha pasadode los números a su escritura decimal? ¿Sesiguenutilizandoen 3.o,4.o,5.oy 6.oa la horade comprendernuevaspropiedadesde los números? 2. considerediversasrepresentaciones del número g254sobreun ábacotomando convencionesdistintas én cuanto a la posición de las unidades,decenas,centenas, etc. Utilice para ello ábacoshorizontalesy verticales. Realiceadiciones y sustraccionesutilizando cada una de las representacionq sin recurrir a las operacionesescritas. ¿eué dificultadesaparecen? 3. ¿Puededecirseque sehan creado<
8. Relacióncon el saber:
las situaciones 8.I. INTRODUCCION Si pensamosen las presentaciones de los decimalesque hemosdescritoen los dos capítulosque preceden,podremospreguntarnos:¿quésigniñcapara el niño lo que se hace en cada una de ellas?,¿quécosasaprenderealmente?,¿quérelación existeentre los distintosaprendizajes?, ¿cuálesson las condicionesque permiténel funcionamientode los decimalesen los niños?, ¿qué relacionesestablececon el sabery con los objetosque se suponedebierantransmitirlo? Pararespondera estaspreguntasnecesitamos ante todo identificarlas situacionesen las que se realizanlos aprendizajes. Como la noción de situaciónha evolucionadode forma decisivaen los últimos añostrataré,por una parte,de exponcr qué se entiendepor
8.2. SITUACIONESPEDAGÓGICASY SITUACIONES MATEMÁTICAS pedagógicas>>, Se ha escritoy habladomucho sobre <
|2
113
La primera noticia que tenemossobre
o Plantear numerosasinterrogacionesa distintos niveles de complejidad. r Posibilitardistintostipos de razonamiento,haciendointervenir desdela intuición creativahastala deducción(G. Puv, 1976)' buenasituaciÓnmatcrrrliticltcs ParaP¡,py,lo mismo que paraGlrrECNO, <
8.3.
LA TEORÍA DE LAS SITUACIONES
DIDÁCTICAS
DE BROUSSEAU se han convertido en algo más las <
t'/tt irnpliiexplí<'i1,t establecidas unasituacióndidricticaesel conjuntoderelaciones -qut u,mprandL medio un cierlo grupo de alumnos. o un alumno un enfte tamente y objetos- y elprofesorconelfn dehacerquelosalumnosseapropien instrumenlos (Bnoussr¡u,1986)' o en víasde constitución un saberconstituido Y la situación didáctica es la atmósfera-elaborada por el maestro- en la que respirancada una de las situacionesde aprendizajeque debeprotagonizarel alumno. En éstas,el saber,asociadoa un <
Ahora bien, para que se dé una autoestructuraciónpor parte del alumno, el maestro debe saber tomar -una vez que ha creado las relaciones- una cierta distancia que deje al alumno confrontado a una situación de aprendizaje autónomo. Las relacionesdel alumno con el medio seinterpretan en estateorÍa en términos de
Cuando BRoussEAU habla de <
tt7
Para articular las exigenciasteóricasy las proposicionesdidácticasBnoussp¡.u sugiereque sesepaen cadamomentoa quéjuego debejugar el alumno paraque las estrategiasmás eficacesimpliquen el uso del saberque sequiere enseñar.y que este juego puedasercomunicadoal alumno paraque lo comprenda.Es necesarioque el alumno pueda realizarinmediatamenteuna estrategiaque aunque no le permita ganarpuedapermitirle seguirjugandocon la esperanza de ganar. En resumen: Los dos tipos de juego principalesdel maestroson:la devolucióny la institucionalización. Y del alumno se esperantres tipos de producciones:acciones,formulacionesy pruebas. A las situacionesrelativasa la génesisescolardel conceptode racional y de clccimal,Bnoussreu ha dedicado,por ejemplo,un cuidadoso,rigurosoy muy complcto estudio que contiene la descripción-consignas, comportamientosde los alumnos,estrategias del maestro,resultadosy observaciones diversas- de 65 secuenciasdidácticasrealizadasen la EscuelaJules Michelet de Burdeos (N. y G. Bnoussreu, 1987).Describiremosen el punto 8.5 una situaciónde comunicación, la primera del procesoque lleva a los niños de diez años a inventar los racionalespositivos.como lo pruebanlas investigaciones hechasen Burdeosque muestran,además,que los niños,una vez que han construido(e*, +, < ), colocados ante la necesidadde ordenaro de adicionarvariasfracciones,Ilegand utilizar con preferencialas fraccionesdecimalesy a ver que con ellas se pueden acercar tanto como quierana cualquierfracción. 8.4.
ALGUNAS SUGERENCIAS PARA SELECCIONAR CONSTRUIR SITUACIONES DE APRENDIZAJE
Y
Admitimos que los conocimientosseconstruyenen esejuego de interrelaciones -que esIa situacióndidáctica-, en contactocon conocimientosya adquiridos,los cualessegeneralizan,se amplíano se ponen en entredichoen el desarrollode una situación. Una situaciónplanteaun problema,y éstehace intervenir,en general,varios conceptos.Cada uno de ellostiene significadoen relacióncon los otros concepros implicadosen el problema.Esta diversidadaparecesobretodo si el problemase puedeformular en camposdiversosentre los que se puedenestablecercorrespondencias(por ejemplo: campo de la física, campo geométrico,campo numérico, campo gráhco). cada uno de los campos sirve de referenciaal otro y contribuye a dar signifrcaciónal problema. una sola situaciónno bastapara instalar un concepto.Son necesarias varias situacionespara que un conceptofuncione en sus diversosaspectosy para que aparezca la multitud de relacionesque tienecon otrosconceptos.Además,paraque el nuevo concepto se integre con los anterioresy pueda utilizarse para plantear y resolvernuevosproblemas,es precisoque seasuficientemente familiar como para poder apoyarnosen él para nuevosaprendizajes. Tan importantescomo las situacionesde aprendizaieson las situacionesde consolidacióny de refuerzo. Si estamosde acuerdoen quc t
bucnagénesisde los conocimientosmatemáticosen los niños,no podremosmenos de reconocerque los conceptosseforman a lo largode un gran períodode tiempo.y los maestrosuu aprendizajecontinuo para mejor orgarlitumbiénque necesitamos que permiten hacer funcionar el conocimiento. [)cbcnlos eSaS situaciones ¿ür u¡rrcnderlos maestrosa no transmitir conocimientoshechossino a platrtcitl lrrs que haránque los niñoselaborensuspropiosconocimientos. siluaciones Es importante,además,teneren cuentael trabajocolectivo,puestoquc l:t rt¡rropiacióncolectivapuedeprecedera la apropiaciónindividual y los conllictossocit¡ de PI'RRLIcognitivospueden acelerarciertasadquisiciones.Las investigaciones ('r.enuoNr ( 198I ) han demostrado quecuandoseponenjuntosdosniños-uno dc de los líquidosy el otro no lo loscualestieneadquiridoel conceptode conservación todavía(pero no estámuy lejos)- el simpleproblemade distribuir zumo de ¡rosee liuta en partesigualescon vasosde seccióndiferentepermite,alavez, al <
8.5.
SITUACIONES DIDÁCTICAS QUE PERMITEN ANALIZAR DEL LAS CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO SOBRE LOS DECIMALES-MEDIDA CONOCIMIENTO
Nos pareceimportantedescribircon todo detallealgunade las situacionesque permitenanalizarlas condicionesdel funcionamientodel conocimientode los númerosdecimales,y que la manerade llevara cabouna situaciónesmuy importarrtc si queremoshacersurgirel conocimientode la acciónde los niños en contacloc()r'l una situación. Nos ocuparemos,por tanto, de descubriren algunoscasos: . El materialque se utiliza. o Las ideasprincipalesque se hacenfuncionary los objetivosque se pretende alcanzar. o El procesode aprendizajeque se quiereprovocar. El procesode aprendizajeestádiseñadode maneraque permiterespondera las preguntas: siguientes ¿Cuáles el punto de partida?¿Quédebensaberlos niños para poderparticipar de forma personaly activa en el problemaque se plantea?¿Quéconceptosdeben fluncionaren los niños a lo largo del procesoque se sigue?¿Puedenutilizar esos conceptos?¿De qué forma los utilizan? ¿De forma implÍcita? ¿Explícita?¿Quéprogresospueden realizaral término de la secuencia? Mientras que la actuación del maestro debe dar respuestaa las preguntas: ¿Cómo organizala clase?¿Dequé forma transmite lasconsignas?¿Cómoprovoca la acción?¿Cómo participa durante la acción?¿De qué manera produce,anima y 119
sostienela comunicación?¿cómo aprovechalas situacionesde debateque se crean en la claseo que él mismo provoca?¿Cómotermina la secuencia? ¿Institucionaliza si ha lugar?¿Aprovecha-de forma sistemática- todas las .eacci,onerde la clase para devolverlassintetizadas,reformuladasy estructuradasen relación con lo que los alumnos conocen y preparandoquizás aprendizajesposteriores? En el procesode adquisiciónde los númerosdecimales,Bnouss¡¡,udistinguela adquisición de los
I,
que se está Las interaccionesque se producen en la clase-sobre el conocimiento en gran partc dependen la situación con niños los de y relaciones lai elaborando-, que se inicia la actividad y a de la interven.iOn d.l maestro.Desdeel momento en interrelaciones,de relanzar esas crear de responsable es él lo Urgo ¿. toda la acción y de devolverlosa la clasc resultados los recoger de bloqueos, existen si actluidad la que permitan la cuestiones nuevas planteando si ha iugar, o institucionalizados, niños' los de evoluciónde los conocimientos de la clase,desdela manerade disponcr Todo es importanteen la organizaciÓn palabrasque sc el local, el material, la pizarra y la forma de utilizarla, hasta las relación -o tenerdebe Todo tiene pronuncian. se y pronunciany cómo cu'ándo que elaborando' se está el conocimiento con ligeras El esquemade organizaciÓnde la claseque propone BRousstnu, es con situación' la que divide se en secuencias las de para una cada variacionls el mismo entre grupos Hay accionesindividuales, en grupos pequeños,puestasen común la sÍntesis hacer a destinados y tiempos deiodi la ilase pequeños,puestas.n de los "o,nin institucionalización una de que ir acompañados suelen ie'to aOquirido, que han matemáticos los objetos a pone nombre (Se el eiaborados. conocimiéntos fufuncionado en la acción o se plantean nuevaspreguntasen vista de acciones turas.) pára iniciar la situación (espesorde una hoja de papeb>,sedivide el aula en dos partescon un biombo o similar,y en cadapartesecolocancinco cajasconteniendo cadauna 200 hojasde PaPel. en Situadoslos niños en una de las partes del aula, el maestro los distribuye gruposde4ó5Y l esdi ce:
todo el equipo si se ha acertado o no. para escribir los mensajesha preparado previamente unas tarjetas en las que los niños deben escribir el número de su equipo,los mensajesenviados(numerados: juego número l, iuego número2, etc.)y si han sido acertadoso no. Durante el juego se observantres actitudesdiferentesentre los niños: o Algunoscuentanun mismo número de hojasy miden el espesor. a Otros eligen un espesory cuentan el número de hojas. o Otros no tienen métodoy eligena\ azar número de hojasy espesor. Estasituaciónla hemosrealizadocon alumnosde 2.ocursode magisterioy con niñosde 6." de E.G.B.y hemosobservadoen amboscasoslasreaccionJsdescritas. cuando todos los equiposhan hecho variosjuegos,y todos los niños han sido emisoresy receptoresmás de una vez, se juzga que el código ha funcionado por equipos y se pasa a una tercera fase,que consistirá en una puesta en común de todoslos equipos. Todoslos gruposvuelvena suspuestosen la clase.El maestroha hechopreviamente en la pizarra un cuadro de doble entrada (equipos)x (cajas) (ver cuadro). cada equipo envía entoncesun representantea lapizarra para transcribir los men+ sajesque habían escrito. El cuadro que presentamosa continuación es el resultadode esta actividad realizadapor alumnos de 2.ode Magisterio -en el marco de la clasede didácticaen una clasede 6." de E.G.B.
Equipo n.o I Equipo n.o 2 Equipo n.o 3 Equipo n.o 4 A
l0 h; lmm
16h; 2m m
l0h; lm m
15h; 2 m m
B
1 2h 1'2mm
2 4 h ;3 m m
13 h; 2 m m
1 3 h ;2mm
c
1 5h ; 2mm
30h; 4m m
4h; I m m
18 h; 2 m m
D
l0 h; lmm
27h; lm m
15h; lm m
ll h; I m m
E
l0 h; 2 mm
3 2 h ;4 m m
l0 h; 2 m m
13h; 3 m m
r Desarrollode la situaciónpor secuencias S,. Deben elaborarun código que les permita expresarla medida del espesordc las hbjas, y comprobar que el cÓdigoes bien interpretado en la clase' (paresde números) y hallar paresequivalentes. Sr. Comparar los espesores S". Determinar clasesde equivalenciade paresde números, observandoquc un misnio espesorse puederepresentarpor muChospares,que Sonpor tanto cquivalentes. (esto So.Hallar el espesorde una hoja gruesaformada por dos hojas pegadas por númeun -fraccionesespesores de llevai dar signihcadoa la multiplicación ro natural). Sr. Generalizarlos procedimientosdescubiertoscalculandosumasde espesores. Su. La diferencia de dos espesorespermitirá a los niños dar signiñcado a la diferenciade fracciones. por un número natural, hallando el Sr. Dar significadoal producto de espesores por hojas del mismo grosor (producto varias grueso formado cartón espeio. de un de un racionalpor un natural). de un cartóncomparándolocon un milímetro (setrata de Sr. Evaluaról "rp.sot menor o igual a un milÍmetro)' mayor, es sabei si una fracción Sn.Conocidoel espesorde un cartón formadopor un número de hojasde igual erp6o. hallar el espesorde una hoja. Estaactividad dará significadoa la división de un racional por un entero. Sobrela evolución de estasituación podemosaportar algunasobservacionesque pudimos hacer personalmenteen la EscuelaMichelet de Burdeos, en una clase b.fuf.Z (niños de diez a once años)el dÍa I I de noviembredel año 1987. La lección observadacorrespondea la secuenciaSr: ordenar los tipos de hojas por su espesor.Serealizó en un trabajo del grupo clasesirviéndosede la pizarra y de ios resultadosque todos habían retenido de las secuenciasprecedentes. (" La maestracolocóen lapizarralas letrasde los cinco tipos de hojas:A, B, I), la sccucnde que retenido pares habÍan E, y los niños fueron completandoalgunos cia anterior, de la manera siguiente:
A
La secuencia terminarácon el análisisde los paresobtenidos,y los niños protestarán enseguidadiciendo que algunosno puedenestarbien: no puedeser que l0 hojasde A midan igual que l0 hojasde D, y si 10 hojasde A miden I mm habrá que tener 20 hojaspara que midan 2 mm y no 15 como ha dicho el equipo4. Un alumno dice que habrÍaque cogermás hojaspara que la medidafuera más exacta. Estecuadro seráel punto de partida de la secuefciasiguientey servirátambién (una vez corregidoslos errores)a la hora de ordenar los pares,sumarlos,etc. Damos a continuaciónuna ideade cómo sedesarrollala situación,enunciandola actividad que los niños deben realizaren cada una de las secuenoias.
1 22
B
c
D
E
(90 h 4 mm) ( l l h I m m ) (20h 2 mm) (45 h 5 mm) 4 0 h l 0 m m (22 h I mm) (22 h 2 mm) (80h 8 mm) ( 1 8 h 2 m m ) 1 6 h 4 m m 8h 2mm (23 h I mm) (88 h 8 mm) ( 10h I m m ) ( 9 h l m m )
En un principio los niñoshabÍanpuestoen la columnaC el par (84 h 8 mm), un falso porque 4 x 20 : 80, y 2 x 4 = 8, hay una diferenciade cuatro niño dijo <
La maestrapropone a los niños escribir otros paresque no estánen el cuadro, y lo hacensin recurrir a las hojas;el conceptode paresequivalentesempiezaa funcionar con los números, aunque todavía en relación con la situación. En poco tiempo se añaden los pares de E: (32 h 8 mm), (4 h 1 mm), (g0 h 20 mm), (64h 16 mm),.. Y un niño dice <
-corresponde a ordenar las hojas de la más hna a la más gruesa-. y los espesores sehallan los paresque designanigual número de hojaspara cadauno de los tipos dc papel. que nos han servidopara So.Se inicia con una interrogación:¿Estos<
t25
forma las probabilidadesde error son menoresy adaptan el número de hojas a las necesidadesde medir espesores.Esto les lleva a encontrar pares que designanel mismo papel, y adquieren un conocimiento experimental de la equivalencia de fracciones-sin haber dado ninguna definición y sin haber puesto nombre a la equivalencia. o ordenan los paresequivalentesde menor a mayor reduciendotodos los pares al mismo número de hojas, o bien a igual medida o espesor. o Sabenescribir los paresen forma de fracción para designarel espesorde las hojas,y encontrar fraccionesig rales. o Sabenhallar la suma de fraccionesde denominadoresdistintos siempre que signifiquen espesoresde hojas de papel y que la reducción al mismo número de hojasseaevidente,por ejemplo,5/25 v 80/200. o Prog¡esanen la reducción de fraccionesa común denominador y adquieren estrategiasque les permiten sumar cualquier par de fracciones(que para ellos son siempreespesores). o La sustracciónde fraccionesfunciona como el procesoinverso a la operación de adición, se ejercitan en encontrar fraccionesequivalentespor procedimientos intuitivos, por ejemplo, haciendo listas de múltiplos de los denominadoreshasta que encuentranuno común a los de los denominadoresde las fraccionesde las que debendar la diferencia.En cadamomento puedencontrolar los resultadosvolviendo si lo creen necesarioa la manipulación de las hojas. o Multiplican fraccionespor un número entero y aprenden a distinguir esta operaciónde la de hallar fraccionesequivalentesa una dada. o La división apareceasociadaa la multiplicación como operación inversa y adquiereun signihcadoprecisoen estecontexto. Todos estos conceptosfuncionan de forma implÍcita y asociadosa la acción. Paraque funcionen en otros contextosseránecesariohacerque aparezcanendiversas situacionesconexas.Los números que han construido para medir espesores deberánservir para medir otras magnitudes,poco a poco seirán descontextualizando y constituirán un conocimiento que los niños puedan utilizar en otras situacionesno escolares. 8.5.2. Reproducirun segmentocon una unidad no convencional r Materialnecesario Hojas de papel blanco sin líneasy tiras de cartulina aproximadamentede 9 cm de largo y de anchurasdiferentes,que serviránde unidad de longitud. (Debe haber por lo menosuna para cadaalumno.) r Ideasclavey objetivos . utilizar fraccionespara designarmedidas de longitud que -con la unidad dada- no se pueden designarcon números enterosy para calcular con esasmedidas. a Explicitar relacionesentre dos unidadesde medida <(u,v>, y entre las medidascorrespondientes de una misma longitud. t26
¡ Proceso de aprendizaje
Punto de partida: Para poder hacer esta secuencia,los niños deben estar acostumbradosa realizarcomparacionesy adicionesde longitudesen situacionesdivcrsas:debensaberhacercomparacionesdirectasmediantesuperposicióno utiliz.anclo como unidadesun bolígrafo,por ejemplo; han comparadolas longitudcsdc los pupitrescon ayudade tiras de cafulina; han medidosegmentos y los han rcprodr,rcido; dadauna unidad sabengraduarun segmentode rectacon númerosentcros... Las accionesque desarrollanlos niños a lo largode estasecuencia puedenhacerlesprogresaren la comprensiónde la necesidadde introducir otros númerosdistintos de los naturales.Espontáneamente van a utilizar las fraccionesll2, ll4, ll8, 1116...,l/5, l/10..., que obtienensencillamentepor el plegadode la unidad.También podrán observarla necesidadde encuadrar la medida entre dos enterosy de ponersede acuerdo sobre una aproximación aceptable.Estosconceptosfuncionan de forma implÍcita.Corresponderá al maestrorealizaral final una puestaen común de los resultadosy estrategiasutilizadas,para obtenerlosrecogiéndolotodo en una institucionalizaciónexplícita de lo que se ha conseguidoy de lo que todavía no se ha hecho. Por ejemplo, las fraccionesque han aparecidoson, por el momento, la medida de algunaslongitudes,pero todavía no se sabesi se podrá encontrar una de estasfraccionespara cadapunto de un segmento,y estasfraccionesno tienen aún el estatutode número. Para que lo tengan serápreciso sumarlas,compararlasy ampliar a ellas las operacionesde los naturales,lo cual no es tan obvio como pudiera parecer.Puede observarse,por ejemplo, que la mitad de 12 es 6 y sin embargo plegandoel papelse ha visto que la mitad de lll2 es l/24... Y todo estoquedapor haceren situacionessucesivas. (Tan importanteesparael maestroconducirel procesode la acciónque sellevaa caboen una secuencia como dejarla abierta a un nuevo progreso,graciasa las preguntasque planteacada situación.) r Organización de la clase Se distribuyenlos alumnosen gruposde 2: emisor y receptor,colocadoshicn y no ¡ructlan separados uno de otro para que puedantrabajarindependientemente ver lo que haceel compañero.Cadaalumno esemisorde un mensajedirigido a urr compañeroy receptorde otro mensajeque provienede estecompañeroo dc otro. El maestroenuncia claramentela consigna: Cada uno de vosotrosdebe hacer una raya (el maestroutilizará el lenguajeal que los niños esténacostumbrados)en su hoja de papel y deberáenviar un mensaje escrito a otro compañero para que realice en su hoja de papel otra de la misma longitud. De estaforma todos tendréisdos rayas:la vuestra,y la que hayáisreproducido con ayudadel mensaje.Los mensajesenviadosno puedenserdibujosy tampoco sepuedeusarla reglaen los mismos.Si el receptorde un mensajetiene necesidad de más información puedepedirla por escrito. Finalizadaestaprimera parte,cadaemisor comparacon su receptorsi el mensaje ha sido bien interpretado y si el segmentotrazado reproduce exactamentela longitud pedida. No sueleocurrir que los segmentosreproducidospuedan superponerseexactamente con los originales,lo que lleva a los alumnos a analizar las causasde la
r21
interpretaciónincorrecta:unas veces,por ejemplo,porque el mensajeno era bastante precisoo su lenguajeera complicado; otras porque el receptorná habia sabido captarlo.En la puestaen común, por parejas,de los resultadosacuerdanun código que les permita reproducir lo más exactamenteposibleel segmento dibujado. Se dan cuentade que en la mayor parte de los casosla reproducciónexactano será posible y se pondrán de acuerdo sobre el <
ffiFigura8.r r Si el restoes muy pequeño,o falta un poco parallegara un número enterode unidades,sedesprecia,y el mensajesueleser(dresvecesla unidad y un poquito>>, o <
toncesel resto es de la forma (u/n)u. Si hay mucha diferenciase abandonaestc procedimiento.ReclNe Dou¡,ov (1984) cita la respuestasiguientedada por un niño:
Figura 8.2
Una vez realizadaesta primera parte veamoslos tres tipos de mensajesque aparecen,cómo los leenlos niños, y cómo evolucionan: o El emisordescribeen lenguausuallasaccionesque realiza.El mensajepuede ser suhcientepara reproducirel segmentopero también puedeser ambiguo y no transmitir información pertinente.Esto sucedeincluso cuando esta actividad se realizacon alumnos de magisterio.Por ejemplo, puedendecir: <
das de longitud y han explicitado relacionesentre dos unidadesde medida. v entre medidascorrespondientesde una misma longitud. 8.5.3. Utilización de una graduacióndecimal para medir longitudes ¡ Descripción Se pretendecon esta secuenciaenriquecer la correspondenciaentre los puntos de la graduacióny las medidasde longitud. r Material Cada niño recibe: ¡ un folio sobreel que se han dibujado ocho o diez segmentos,distribuidos en direccionesdiferentes. Las longitudes de los segmentosson muy parecidas(por ejemp l o :8 cm ,l2c m , 9c m , l 0 c m, l l c m , l 0 ,5 c m , 1 3 ,5c m ,9,75cm,g,25cm).
\ -ttt
\ Figura 8.3
o una tira de cartulina (de 6 ó 7 cm de largo) que servirá de unidad de longitud. . Una tira de cartulinade uno 20 cm. ¡ Proceso Punto de partida: los niños han medido ya longitudesutilizando reglasgraduadas con númerosenteros.A lo largo de estasecuenciautilizarán la graduaciénpara medir longitudesy deberán introducir las medidas no enterasque encuentren.Es un paso hacia el estatutode números para estasmedidas. r Organización de la clase La primera faJs es un trabajo individual. La consignaes:<
a Graduar previamentela tira de papel con la unidad u, matcar algunasfracciones,y sobre estagraduacióntrasladarlos segmentosque deben ordenar. La segundafase es una puesta en común de las estrategiasseguidasy de las dificultadesque han tenido para medir los segmentoso para ordenarlos.Se pucdcn compararademáslos ófdenesque han dado los niños y verihcarsi todoscoincidcn' Paraello el maestropuedehaceren la pizarra un cuadro de doble entrada(segmcntos-niños)y copiar el orden que han obtenido. Los casosde discrepanciapuedenscr particularmente interesantesporque revelarán las dificultades que han tenido. Sc van a enc6ntrar con fraCcionesque deberáncomparar y algunascon denominadores diferentes.No se trata aquí de hacer un aprendizajesistemáticode reducciÓna común denominador sino que las compararánpor otros procedimientosasociados a la signifrcacióndada a las fracciones,por ejemplo, comparándolascon la unidad, con la mitad de la unidad o sencillamenterepresentándolassobre una recta. Al terminar estafasecada niño tiene graduadala tira de cartulina de 20 cm. La tercerafase es otra vez individual. Cada alumno recibeuna hoja en la que se dan ciertas medidas de segmentosen función de u, para que las intercalen en la graduación.Se les ha dado, por ejemplo (ll2)u, QlQu, (314)u,(l/12)u' (lls)u, (tl tO)u... Deberán buscar una estrategiaque les permita ordenar todos los segmentos,los que tienen dibujados y los que sólo tienen por sus medidas. Para ello pueden utilizar procedimientosdistintos: o Dibujar los segmentosde los que se conocela medida y trasladarlosa partir del origen sobrela semi-rectagraduada,lo que les permite compararloscon los que ya tenían representados. o Comparar los números que obtienen midiendo los segmentosde la primera fasecon los números que se han dado en estatercera fase.Este modo de proceder plantea en este momento muchas dificultades porque todavía no comparan fácilmente fraccionescon distintos denominadores.Puededesembocarestasituación cn sucesivas.Entre las fraccionesque van aparocicnclo actividadesde subgraduaciones han salidofraccionesde la forma I ll0, 2/10...,pero todavíano se les ha dado un estatutoespecialporque se esperaque los niños lo descubranen actividadcspostca la rioreS.Por el momentotenemosfraccionesque han aparecidoc6mo necesarias en ver cómo serelacionanentreellas,cómtl hora de medir, perOno nos detenemOs están situadasunas respectode otras y cómo se Operacon ellas. Nos parece máS importante multiplicar las situacionesen las que estosnuevos números aparezcan como necesarios. Las situaciones8.5.2y 8.5.3que acabamosde describirforman partedel proceso de construcciónde los números decimaleselaboradopor R. DOUeoV y del que nos ocuparemosen el Punto 10.4.
8.6.
CONCLUSIÓN
En cada una de las situacionesdescritaspodemosinterrogarnossobreel tipo de relacionesque el niño establececon el saber.Podemospreguntarnostambién cuáles l3l
son los problemasde articulación de lOsconocimientosque se van a presentaren la claseen la realización de estassituaciones.El problema de la articulación de los conocimientoses objeto de numerosasinvestigaciones,cuyo estudio estáfuera del objetivo de este libro. No obstante,podemos reflexionar sobre este aspectode la enseñanzade los decimalesy ocuparnosde algunosde los problemasque plantea la articulación de estosaprendizajes,cosaque haremosen el capítulo 10.
8.7.
PISTAS DE REFLEXIÓN,
ACTIVIDADES
Y TALLBRES
l. Comparela noción de situacióndidácticapropuestapor Bnoussreu con la idea de aprendizajeque se deducede la teoría de DreNrs sobre el aprendizajede las matemáticas.Podrá leerseel capítulo titulado <
ra. Parauna clasede 24 alumnos (6 gruposde 4 alumnos)hacenfalta 9. En tres tiras se en otras tfes, segmentosde longitud ; y en han trazado segmentosde longitud <<¿D);
2. Sobrela elecciónde libros de texto. Muy importante es la cuestiónde saberqué libros de texto ponemosen manqs de los alumnos.SegúnSreeHrNWrLLocHBy
t32
r33
9.
Dificultades,errores, conflictosy obstáculos 9.r. rNTRoDUcclóN Numerososestudiosrealizadosdurantelos últimos años(Bnouss¡eu, CnRprsTER,HART,BRowN,Bell...) confirmannuestraexperienciade todoslosdÍasacerca de la lentitud en la adquisicióny dominio del conceptode número decimal. Son muchaslas dificultadesque los niños experimentan,desdeel momento en que tienen la primera información de la existenciade estosnuevosnúmeros hasta que son capacesde reconocerlosen un buen número de situaciones,utilizarlos de forma correcta, operar con ellos, comprender su significado e intelrarlos en sus esquemascognoscitivospersonales,como nuevosnúmeros,que incluyen a los ente_ ros -ya conocidos- pero que tienen algunaspropiedadesdistintas. El tiempo necesariopararealizarestecamino que va del primer contactocon los números decimaleshasta el dominio de los mismos, puede extendersedesdelos ocho o nueve años hasta los trece o catorce,sin que se pueda asegurarque a esm edadestánresueltastodas las dificultadesque esteaprendizajeplanéa. Los estudios de clnpeNre R (N.A.E.P.,198l ) nos revelanque aunquelas reipuestasde lo$ alumnos experimentabanun progresodel 20o/oentre los trece y los diecisietearios (respecto de los resultadosobtenidosa los trece años),hay algunas dificultadesque persistenhastalos diecisieteaños. Los aspectosdel conceptode decimal que provocan mayor dificultad los conocemos,en gran pafte, a travésdel análisisde las respuestasque los alumnos dan a los problemasque lesplanteamoso a las situacionesque resuelven.pero analizar las producciones de los alumnosen tareasrelativasal conceptode decimalesun traba_ jo delicadopara el maestro.Exigehaberprofundizado priviamente en el procesode elaboraciónde dicho concepto,en la manera de aprenderde los alumnós y, sobre todo, haber construidopara sí mismo un esquemaque le permita no solamente detectarlas dificultadesque revelanlas respuéstas de los alumnos sino, principal_ mente, diagnosticarsus causasy elaborar nuevasestrategiasdidácticas iu" p.ouo_. quen en el alumno la progresiónen la comprensióndel concepto, al mismo tia-po que la correcciónmaterial de esossignosde incomprensiónque son los errores repetidosy persistentes El interés de estecapÍtulo sejustifica por la necesidadque tiene el maestro de conocercuálesson los aspectosdel conceptode decimal que ofrecenuna mayor resistenciaa su adquisición por parte de los niños. conviene, además,precisar lo
135
que entendemospor error, dificultad, obstáculoo conflicto y el significadoque cada uno de estosaspectostiene en su relacióncon el aprendizaje. En cadamomentode una accióndidácticaesconvenienteque el maestroconozca qué es lo que sabeel alumno -para poder apoyarseen ello con el fin de provocar el progresoen el conocimiento- y cuálesson los <
9.2. ERRORESMÁS FRECUENTESRELACIONADOSCON EL CONCEPTODE NÚMERO DECIMAL, CON SU ESCRITURA Y CON SUS OPERACIONES Puedeser de gran interés detenernosen observaralgunosde los principales erroresque los alumnosde la enseñanzabásica -y no sóloellos- producencuando operan con números decimales.Los hemos clasihcadoen cuatro aparta{os que recogenlos aspectosmás significativosa los que serefierenlos errores.En caáauno de los casosenunciamosla preguntaque sehizo a los alumnosy retenemosalgunas de las respuestasobtenidas. 9.2.1. Erroresrelacionados con la lecturay escriturade los números: valor de posición a) ¿Cuálde los númerossiguienteses 37 milésimas?0,037;0,31;37 37 000. El 88 0/ode niños de nueve años y el 40 0/ode trece responden37 000 (CnnnaNrrn, 1981).Pareceque una buenaparte de los alumnosde estasedadesinterpreta centésimascomo enteros,y piensanque para que haya milésimastiene que haber tres ceros. b) Si se pide a los alumnos que cuenten por centésimas,es fácil obtener la respuestasiguiente:14,08;14,09;15. 4 BRowNpropusoel ejerciciosiguiente:En un campode fútbol hay un contador que cuentalas personasque van entrando.En un momento indica:
0 6
a
J
<
9 9.2.4. Errores relacionádoscon las operaciones
¿Cuánto marcará cuando entre una persona más? Algunas de las respuestas erróneasobtenidasfueron:
6
J
I
0 0
o
J
9
9
acompañadas de las explicaciones siguientes: 136
l
0 6
A
9
9
Algunas operaciones, con los resultados erróneos correspondientes' mere..n uñu particular atención por parte del maestro.Consideremoslos ejemplos siguientes: 17, 3+ 21, 8= 38, 11 a) 0,70+ 0,40+ 0,20: 0, 130; 437 b) Hacerel número437,56diezvecesmayor.Respuesta: '560 c) 3.15x l 0: 30.150 LJI
d) e) l) C) h)
3 ,1 5x l0: 3, 150 2,3 x 2,3: 4,9 4 x2 ,3: 8, 12 2 ,1 2 :2: 1, 6 A la pregunta, siguientes da la respuesta mayor? ¿cuálde losparesde operaciones 8 .4x 4 :8 :4 8 x 0 ,4 ;8 :0 ,4 0 ,8:0 ,4 ;0 ,8:0 ,4
Un buen número de alumnos de todas las edadesjustifica que multiplicar es hacerun número más grandey dividir es hacerlomás pequeño. Estos resultados,tomados de diversos trabajos citados en la bibliografia, los encontramoscon mucha frecuenciaen nuestrosalumnosde 5.oy 6.ode E.G.B. y nos revelancómo para estosalumnos las reglasque siguenfuncionando son las de los númerosnaturales,y que los númeroscon coma son percibidoscomo paresde númerosnaturales.Pareceque los erroresque cometenlos niños estánrelacionados con una cierta manera de comprender. En estepunto hemos presentadoun cierto número de erroresagrupadossegún una clasificaciónprimaria. ¿Puedenagruparsealrededorde algunasideashomogéneasy obtenerniveles,categorías, etc.?Éstees el fin de los trabajosde BRow¡ que exponemos en el punto 9.3.
j) La naturalezainfrnita del conjunto de los números reales' realesen las que seusan normalmentelos númcb co.o.inlianto del tipo de situaciones ros decimales. de cuestiones quc Del resultado de los tests escritos se obtuvo un conjunto grupo se obtuy este de homogéneo grupo relativamente p..*i i..on identifrcar un los alumnos según cl permite que agrupar por un niveles, seis froiedimiento vieron El nivel de facilidad o nivel de facilidad que manifiestan en sus respuestas escritas. por el porcentaje de trabajo-en este mide preguntas se de difrcultad de las las edades' según incorrectas o correctas respuestas Los nivelesobtenidosfueron los siguientes: o Nivel l: valor posicionalde númerosenterosmayoresque 1000' - ^^ 20 100 y 20 0951escribe cuestionestípicasde.rt nit.r, subraya el mayor de los números 4200. 100 4 entre número un Y o Nivel 2: decimales,décimas. que presentamosen el párracuestiones típicas en este nivel fueron semejantesa las fo I 1.8. Éste es el cuadradounidad, el área sombreadaes: Dar la resPuestacomo un decimal'
Figura9.1
9.3.
AGRUPAR LOS BRRORES PARA IDENTIFICAR DE COMPRBNSION
5
r----"1
b
NIVELES
Los erroresy los resultadoscorrectosobtenidosen diversostestsescritos,seguidos de algunasentrevistas,han llevadoal equipo C.S.M.S.(BRowN, 1981)a determinar 6 nivelesde comprensióndel tema: <
r38
-
Este número es: Subrayael número mayor entre 4'06 y 4'5' o Nivel 3: decimales,centésimas,milésimas' Cuestionestípicas de estenivel fueron: centésimas?,cscribc un Seis décimas'como decimal es 0,6. ¿Cómo podrías escribir tres número entre 0,41 Y 0,42.
Figura9.2
ffi 2'7
¿ó
Este número es: ¡ Nivel 4: decimales,relación con los lugaresa la izquierda' Cuestionestípicas de estenivel fueron: p.o-i*" a 0,l8 entre los números:0,1; 10; 0,2;20" 0'01; 2' Snbrayael número -ar Multiplica por diez 5,13.
Figura 9.3 Este número es: o Nivel 5: relacionesmás complejasde lugar'
139
Cuestiones tÍpicasde estenivelfueron: Cuatrodécimaseslo mismoque...centésimas. Divide3,7por unacentésima. En 5214,el 2 representa 2 cientos. En 521400, el 2 representa 2... Nivel6: decimales comoresultado de unadivisión.Númeroinfinitode decimales. ' Cuestiones típicasde estenivelfueron: Dividepor 20: 24 ,.. ; 16. . . máspróximode 59 + 190? ¿Cuálesel númeroquete parece númerospuedenescribirse entreO,4l y 0,42? ¿Cuántos BRowNy su equipo llegancon esteestudioa las conclusiones siguientes: o El 50 0/ode los alumnos de quince años tiene un conocimientorazonable, pero no completo, de los decimales,mientras que el 50 0/orestantetiene lagunas considerables, lo que no significaque estosalumnos no seancapacesde utilizar correctamentelos números decimalesen situacionesconcretasy familiares, como son la mediday las monedas. o Se han encontradotodos los nivelesde comprensiónen cada uno de los gruposde 12, 13, 14 y 15años,aunqueen proporcionesdiferentesde año en año. o Existeuna particulardificultaden la comprensiónde la centésima,y.é1loles hacepensarque muchosalumnosnecesitanmodelosvisualesde décimas,centésimas,etc.,para comprenderlas en un sentidocorrecto,lo que lleva a los autoresde estetrabajoa proponerel uso de los bloquesmultibasede DrsNes,o sencillamente papel cuadriculado. Es posibleque los maestrosde los alumnosde estasedadespiensenque los niños han adquirido el dominio de estasideasa los once años,lo que no pureó",.. el caso general.Las conclusionesde estetrabajo destacanla necesidadque tiene el maestro de hacer un diagnósticoesmeradode cómo progresacada individuo en las cuestiones que recubrenel tópico analizadoy en otras similares. Hemosvisto una manerade utilizar los erroresque procede:por una enumeración de temascaracterÍsticos del dominio escolarde un conceptó,en nuestrocaso, los números decimales;elabora un cuestionarioque permite decretar el grado de facilidad o de dificultad de cada uno de los aspectosque comprende el concepto; consiguecon ello llamar la atencióndel maestrosobrela necesidad de diagnosticar el gradode conocimiento que tiene cadaalumno y la manerade progresarque le es propia; y propone, finalmente, que se utilicen materialesqu. pé.rnItun <
9.4. ¿SONÚrn ns CIERTOSERRORESEN LOS PROCESOS DE APRENDTZAJE? \ 9.4.1. ¿Quépuedenrevelarnosciertoserrores? Los erroresque no sedebena distracciones,sino que sereproducensistemáticamente en situacionessimilares,son muy interesantesporque nos revelanla existen_ 140
cia de modelosimplícitos erróneos.Estoserroresno aparecenaislados,sino quc con una ciertamanerade Conocerque permitedetectarlas rcsisestánrelacionados [:s ile tenciasa la evoluciónde un concepto,estoes,los obstáculosepistemológicos. desearque los modelosimplícitoserróneossehaganexplícitosproduciendocrrorcs bcltditos>. podemoscalificar de <
4 Se provoca una reflexión y un debateen el que se dan cuenta de lo inadecuado de algunas respuestasy reconocen la necesidadde nuevos métodos o de nuevosconceptos. Estos debatessuelen provocarsedando a un niño los ejercicios resueltospor otro, con erroresque él no ha cometido. d) En la cuarta fase se refuerza el concepto correcto, utilizándolo adecuadamente. Al final, los alumnos proponen ejerciciosresueltospor un alumno imaginario y diagnosticanellos mismos los errores. Los autoresde estetrabajo señalanque habiendo utilizado en los dos métodos de enseñanza-positivo y por conflicto- los mismos materiales(hchasde ejercicios, calculadora,etc.), el método conflicto fue más significativo para corregir las incomprensionesy los effores.Y concluyen que la enseñanzapor conflicto permite una más profunda comprensiónconceptual,aunque exigemucho más esfuerzopor parte del maestro.
9.5. ¿SONLOS ERRORESúNTCAMENTEiXOlCnS DE UN APRENDIZAJE INCOMPLETO O DE UN FRACASO?: ALGUNASREFLEXIONESDIDÁCTICASSOBRELAS CAUSASDE LOS ERRORES . ConocimientoinsuJicientede las reglasde la numeracióttdecimal No parece necesarioinsistir más sobre la necesidadde dominar la escritura decimal para los números superioresa la unidad, antes de poder extenderla de forma comprensivaa la escriturade números inferiores a l. . Conocimientosuficientede los naturales,pero rcsístenteal cambiode estatus Es el casode los niños que interpretancorrectamentelas decenas,centenasy unidadesde mil, pero no asocianlasescriturasde décima,centésima,etc.,al mismo esquema.No llegana ver que setrata de extenderun mismo modelode representación (10 unidadeshacen una decenaes lo mismo que diez décimashacen una unidad). Pero estaidea tan sencillaes muy lenta en su elaboracióncognoscitiva. Sueleocurrir que las ideasmás sencillasno son las primerasen se. comprendidasy no debeextrañarnosque los niños necesitenmucho tiempo para hacer suya esta idea que.sabemos,por otra parte, tuvo una larga génesishistórica.No debemos olvidar que sólo a partir del siglo xvr forma parf€ del bagajede los matemáticos. DeberÍamosaprenderlos maestrosy todoslos que de algunamanerasomosresponsablesde 1oque exigimosa los niños,que no ganamosnadaintentandoacelerarlos conocimienlos.Si estosno estánpreparados.sólo conseguiremos mecanismosvacíos de significacióny además-y estoes muy triste- les privamosde la alegría que proporcionael descubriry comprender.
niños o La forma en quesehanpresentadolosdecimalesa los que buscarloen la introducciÓnque sc hlt El origen de algunosenores hay por p;;;;;-;t, si la situación en la que ha aparecido hecho de los decimales. un¡ dc el número de habitantes primera vez el número decimal es para expresar el número decimales percibidtt millón, el o tnlt ciudad,tomando .olno "ri;uJ "i enteros'separadospor unil números ru vu*tupotitiÓn de-dos ;;;;;." ilr;; por la medida' En ambos casosbasta coma, y lo mrsmo rt,.*ttuil""oducido la coma' que sÓlohabía servidopara disliacambiarla unidad pu.u qut át*purezca : l¿5 cm' zar *- un número entero'Ejemplo: 1'23m que a todo natural -que expresauna de idea E;t" presentaciónacént,ia la decimal con un cambio de unidad adecuamedida- se puede uro"t'-"" ttút"t'o un número natural' Pero deja en la do, y que a todo ¿."i'nui * put¿" asociar y entre_la.topologíadiscreta de los naturales sombra las diferencia, qu"-.*irt* de los decimales' la topología densa,aunque no continua' Elmismoproblemapuedepresentarsecuandosehanintroducidolosnúmero decimalescomoelresultadodeenumerarunacoleccióndecubitos,barras,plac placa' 1000cubitos,tomando como unidad la ;Ñ; 2'46 quees lo mismo que 246 escribirá placas se 2 4 barras, cubitos, 6 Ejempto: en el punto 7'2)' visto hemos icomo si se toma como unidad "i""Uít" al niño a decir que 2,47 esel lleve decimal de q"*riálÁ"den No esde extrañar y que por tanto''enfte 2'46 cubito' un número que sigue az,qá-,pátq"" Uá"" añadir 2'46 se verá distinto del número el también Y y 2,47 no hay ningun nil;;"' número 2,460. E nresumen,todasl a sf or m asdeint r oducir losnúm er osdecim alesquenop con algunaspropiedadesdistintas de los mitan su aparición como númerosnuevos, naturales,puedeno"u,'onu'ou'táculossuplem"''tu'io'queseañadenalosobstá asociadosal concepto' los epistemolÓgicos implícítosquesefabricanlosalumnos o Teoremas
Muchasvecesl osalum nossef abr icanr eglasdeacciÓ nquelesper mptlr it cnt reglaspueden-noser.conociclas resultadoscorrectos,hastael punto de que estas en lai que la regla-nosirvc v conducc el maestrosi no llega;;i;"G"t las ocaÁiones sobre el modo de ordenar los dccilmpticitas al error. Por ejemplo, de la coma'> "í;;;;t;;;l"s ,nfuo. el número que tiene más cifras después malespueden ser: <
143 t 42
t Aplicacionesa situaciones prdcticas,rearesy mdso menos familiarespara rosniños otra causade los errorespuedeser la ausencia de situacionessignificativasen las que el niño encuentre los números decimales. Fuera de las me¿i"áas-vla moneda -y ésta sólo en algunospaÍses- no existen rituu.i*.t r".iir".", los niños que den_sentidoa algunasde las operacionescán " decimales. Hemospedidoa 500 alumnosde 5.oy 6.ode E.G.B.que enunciaran,por ejem_ plo, un problemaal que correspondiera ia operación0,75 :5. El análisisde las respuestasnos ha llevado a las conclusionessiguientes: o Todos los problemasque <
9.6. DIFICULTAD, CONFLICTO, OBSTÁCUIO, ERROR dificurtades algoque impide ejecutarbien o entenderpronto ,.-uTu una cosa.Las dificultades pueden procederde diversascausas,reracionadas con qu. se aprende,con el método que utiliza el maestro, "t "on""pto con la preparacion ante¡or del alumno o con su propia disposiciónpara aprender. conflicto significa choque u oposición entre formas contradictoriasde interpretar una misma situación.Se hablade conflicto cognoscitivo cuandodos ideascon_ chocan y producen un desequilibrioque puedeprovocar duda y produllid^t-:l-""* clr errores. La noción de conflicto qqrgnoscitivohace referencia a la teoría de plnc¡t sobre la
Un estadode equilibrio a otro a través de una etapa de transición durante la cual lXiste un desequilibrio.Éste se produce porque las relacionesque se tenian como V¿li¿asen una etapa anterior entran en contradicciÓncon otras nuevaso con una n¡eva reorganizaciónde las antiguas. La fase de conflicto se supera durante un períodode reorganizacióny de coordinaciÓnque desembocaen un nuevo estadodc iquilibrio, en un conocimientomás amplio que el anterior.El nuevoconocimientcr permite integrar el antiguo y comprenderlo mejor, porque se le ha situado en una estructuramás rica que la precedente. En el diccionarioleemosque obstáculoes algo que hace difícil o imposibleel pasoy, en sentidohgurado,
t45
tanto más al cambio cuanto más sólido haya sido el aprendizajeanterior. Es importante para el maestrosaberque el conocimiento anterior no serásólo un apoyo a la hora de instalar un nuevo conocimiento, sino también un obstáculoque hay que superar. Los obstáculosepistemológicosseencuentran,además,en el desarrollohistórico de los conceptosy su huella existeen los modelosespontáneos de los alumnos.El concepto de obstáculo no puede confundirse con el de difrcultad, pues para que podamos hablar de obstáculo -en el sentido de Bnoussenu- deben darse las cuatrocondiciones que citamos: o Primera. Debe ser un conocimiento, bien que sea falso o incompleto. Ello permite reformular la dificultad de que se trate en términos de conocimiento v no de ausencia de conocimiento. o segunda.El conocimiento-obstáculotiene su dominio de validez y de eficacia: en unas situacionesresulta pertinente y adaptado,pero en otras resulta falso v conduceal error. o Tercera. Es resistenteal establecimientode un nuevo concepto o al cambio de la condicióndel conceptoantiguoen uno nuevo. . cuarta. No es fruto de un error pasajero que bastarÍa corregir o de una ignoranciaque sepodría colmar, ni tampoco es una falta de aptitud. puede resultar de circunstanciasculturales,socialeso económicas;pero estascagsasse acrtualizan en ideasque duran una vez que las causasdesaparecen. Son éstoslos obstáculosque interesan,en cuanto que el conocimiento-obstáculoforma parte del saber, está presenteen los modelos implícitos de los alumnos y debe recibir un tratamiento adecuadoque pasapor el reconocerlos parapoderrechazarlos (BRoussenu,I 9g3). Además de los obstáculosde origen epistemológico,BRoussEAuha estudiado otros: Obstáculosde origen ontogénico:los que provienen de limitaciones (neurofisiológicas,entre otras) del sujeto en un momento dado de su desarrollo mental. obstáculos de origen didáctico:los que dependende la elecciónde un proyecto de sistemaeducativo. Refiriéndose,en particular, a los obstáculosdidácticosrelativos a los númerosdecimales,BRoussEAU escribe: La presentación actualde losdecimales en el nivelelementales el resultadode unalargaevoluciónen el marcode unaeleccióndidticticahecharporlosenciclopedispor la Convención tasy después (siguiendo qu/se remontaa Stevin); unaconcepción teniendo encuentasu utilidad,losdecimales ibana serenseñados a todoel mundoIo antesposible,asociados a un sistemade mediday referidosa las técnicasoperatonas delosenteros. Así,aúnhoydía,losdecimales sonpara losalumnosdeE.G.B.enteros naturales conun cambiode unidad,por tanto,naturales (concoma)y medidas. Esta concepción, añadida a una mecanizacióndel alumno,serti un obstáculohasta la para unabuenacomprensión universidad de losnúmerosreales. Error se utiliza aquí en el sentido de conceptoequivocado,de juicio falso, contrario a la verdad. Los errores pueden producirse por ignorancia, por dudas, o simplementepor casualidad. Las dificultades,obstáculosy conflictos puedentambién producir errores.pero
proceden' no debentratarsetodos de la misma forma sin buscarlas causasde donde que un error inadvertencia No es lo mismo un error producido por distracciÓno que sc propone (1981) BnllcuEFF caracterizado. producidopor un obstáculobien entrc cl -diferencia matemáticas en para significado su palabra error la i"r.-. considcvalor real y el valor apro*imado de una medida-, debido a que el error así quc caso En el y teorÍa. a una defrnición a una sujeto rado esun objeto matemático, las con hace no, o.rrpu, ei mismo autor profone que se hable de faltas como se psicÓlogos parte, los Por otra faltas de ortografia, de cálcu|c, áe razonamiento,etc. producir culpabiliáirá., q.r" h falabra falta tiene una connotación moral y puede que palabra utilizamos para la no sea importante más lo niños. los dad enire Quizás sino la los alumnos, frecuencia producen con nombrar los resultadosinexactosque como pueden tener, que la utilidad y todo sobre que les damos interpretación veremos más adelante.Seguiremosllamándolos efrores' aunque sin confundirlos con otros significadosque estapalabra tiene en contextosdiferentes. g.7.
DE LOS OBSTÁCULOS IDENTIFICACIÓN EN LOS NUMEROS EPISTEMOLÓGICOS DECIMALBS propone que sehagala distinción de dos grandesgruposde obstácuBROUSSEAU
los sucesivos:
I.E l grupodel osobstáculosor iginadospor laper sist enciadelem pleode específicasde los números naturalesen cirpropiedadJsy d" tu, representaciones que se deben rechazar' cunitancias en las que,iin embargo,estámuy claro persistenciadel empleo de las por la originados 2. El grupo de los obstáculos distintas. mlensituacionesparticularesdiferentesque son signosde concepciones y necesaria' posible tras que ,rttá ho-og"neización serÍa de los efectosdcl primcrrl Estesegundogrupo aparececomo una consecuencia sobreel aprendizaje. dc raztitl y En los númerosnaturales:las nocionesde medida y enumeraciÓn; scrrlc'iar muy son y diferencia; orden de y homotecia; múltiplo; de multiplicaciÓn opcraesquemas con tes,seexplicanmutuamentey seconcibenen relacióndirecta se cxprcproducto un contar; basta por ejemplo, torios muy primitivos.Paramedir, un factor"' repetido que ha se veces de número ei que representa ,u po. un .á.dinal para los alumnos (y
a la multiplicaciÓnde natuo Reducir el producto de los decimales<
recogeremo Existen otros pares de obstáculosque no citamos aquí, aunque parte de un artículo de punto forman este (las de ideas rehe*iones algunas todavía
BRoussEAUtodavÍa no publicado)que nos parecepuedenayudar a comprenderlos obstáculosque deben superarsepara comprenderlos números decimales. Cuanto más nos aferramosal modelo de los naturales(ya seapor referenciaal sistemadecimal de medida, ya seamultiplicando todos los númerospor una potencia apropiada de 10, o lo que es lo mismo eligiendo una unidad suficientemente pequeña)más se refuerzala confusión. Y el asunto se complica, puestoque estosesfuerzospor aferrarnosal modelo de los naturalesno pareceque sirvan para mucho ya que una sencilla división por 3 nos hace apareceruna escritura decimal ilimitada, un número" evidentementeno decimal, del que sólo podremosdar valoresaproximados. Los conceptosque permiten explicar el carácter aproximado de los decimales respectode los números que se necesitan(para medir, por ejemplo) también tienden a hacer ignorar las diferenciasde naturalezaque existen entre los decimalesy los naturales:a partir de un cierto rango se puede <
o, por el hacia una presentaciónmás próxima al concepto matemático de decimal? que se los Stevin, de decimales práctica, los la de contrario, iiguen siendolos décimales enseñanen la escuela? principalesdc 6. Elabora un cuestionarioen el que intervenganlas caracteísticas 5'o, 6'0 y 7'') dc los números decimales.Analiza las respuestasque dan alumnos de
E . G . B . ¿ C u á l e s s o n l o s e r r o r e sq u e se co r r i g e n d e u n a ñ o a o tr o ? ¿C u á l e sso n l o sq u c p€rsisten? ' 7. ¿Dequé formas puede provocarsela aparición de modelos implÍcitos?¿Cuestionarios? ¿Debates?... ¿Entrevistas? ' los niños de 5.o,6.0,7.oy g.oa los númerosdecimalesy a ¡, ¿qüe significado'dan decimales? números con las -- operaciones didáctico tiene el que los niños haganmuchas cuentasde dividir' t: ;dti"terés el interésde esas .orr.uihlu, cifras decimalesen el dividendo y en el divisor?¿Cuáles más eficaz y más sería alumnos? práctica los de vida la ¿No nllrlrlu, operacionesen a emplear el tiempo en buscar situacionesque permitan dar significado i"i.i.*"tl ellos? con y las operaciones a estosnúmeros y 9.2.2. 10. co.pá.. las dás formas de utilizar el error citadasen los puntos 9.2.1 del aprendizaje?¿Quédifeconcepción misma una dos las respectivamente. ¿Revelan de rencia esencialeiiste entre ellas en cuanto a la forma de organizar la situación aprendizaje?
9.8. PISTASDB REFLEXION l. Busqueen libros de texto de la enseñanzaobligatoria -actuales y antiguosdefinicionesy presentaciones de los decimalesque puedaninducir a considerarlos númerosdecimalescomo paresde números naturalesseparadospor una coma. 2. ¿Cuálesde los errorespresentadosen estecapítulo puedenatribuirsea la ausencia de conocimientodel sistemade numeracióndecimalpara los númerosenteros? 3. ¿Cuálesson los erroresque puedenatribuirse a la forma de enseñarlos números decimales? 4. Busqueen libros de texto definicionesde los decimalesque dejen entenderque los números enterosno son decimales. 5. Comparando diversasdefinicionesy tratamiento de los decimalesen libros de texto correspondientesa los años 50, ó0, 70 y 80. ¿esposibleobservaruna progresión 14 8
t49
10.
Articulaciónde los aprendizajes progresión ro.r. rNtnoruccróN \ Si queremosorganizarla enseñanzade los decimalesde forma que los alumnos construyanlos distintos significadosque puedentener estosnúmeros, es necesario pensaren una estructuraglobal que muestrecómo puedenarticularselos aprendizajes que se hacen.Tendríamosque ver cómo se puedentrabar dentro de cadanivel y cómo puede hacerseel paso de un nivel a otro. Vemos, por ejemplo, que los números decimalesempiezana utilizarseen 4.ode E.G.B. Los niños aprenden a hacer operacionescon estos números, que en ese momento tienen el significado de una medida. Pueden saber lo que significa 4 x 0,37 m porque lo asociancon la multiplicación de números naturales(
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¿Pero, cómo llevar a cabo esa articulación? Para Bnouss¡eu (1981): Una exposiciónarticulada como un discursomatematicono puede constituir una progresiónquepermita a los niños controlar en cada momentoel signiJicadode lo que hacen. Es preciso asegurarseconstantementede la capacidad de la planificación generaldel procesopara permitir la invención,la organizacióny el desarrollode las situacioneslocales.No puedeevitarseun ir y venir entrela generacióndel procesoy la de las situacionesque debenprovocar laformación del conocimiento. Empezaremos por describir brevemente los objetivos de la enseñanza de los decimales en la educación básica para, a continuación, proponer dos ejemplos de articulación de dichas enseñanzas, el primero tomado de la obra ya citada de BRouss¡nu y el segundo de RpcrN¡ Dounoy.
10.2. OBJETIVOSDE LA ENSEÑANZADE LOS DECIMALES Los objetivosclásicosde la enseñanzade los decimalesson conseguirque los alumnos seancapacesde resolverproblemasque haganintervenir las operacionesy el ordencon estosnúmeros.Esto supone: ! o El empleode las medidasdecimalesy sexagesimales. o Un dominio suficientede las situacionesque contienen aplicacioneslineales clccimalesy racionales:escalas,cambio de unidades,porcentajes,intereses,velocidades,volumen,superficie,densidades, etc. En generalen los problemasparticularesse suelepedir a los alumnos que representenlos resultadosen los términosde la situaciónpropuesta.Por ejemplo,si l2 botellasde vino cuestan2 257 pesetas,¿a cómo salen 5 botellas? Se esperacomo soluciónel resultadode la operación(2257x 5ll2) que es un número racional. Despuésse da un número decimal <
goritmos,etc. Y todo esto no es independientesino que debe existir un equilibrio entre todos estosaspectosdel saber si se quiere respetaruna génesisauténtica del teóricosque no sesabenaplicarno sirvenparamucho,pero una mismo. Los saberes por condicionamientoquc prácticaque no sesabejustificarconducea aprendizajes se convertirán en verdaderosobstáculosen las etapassiguientes. Al término de su aprendizajeel alumno debesabercalcular con números raciclnalespositivos(semi-cuerpoQ*) y en particularen el semi-grupo(Q+ -l0f' x). Esto significa que los alumnos deben saberexplicar el significadodel producto de dos números que se presentanlos dos en forma de operadoreso aplicaciones lineales. BRoussEAU cita dos ejemplosde tipos de problemascuya resoluciÓnpareceque podría representarel final del proceso de aprendizaje de los decimales.Son los problemassiguientes: l. ¿Cuálesla distanciarecorridapor una ruedade 0,38m de perímetroen 4,25vueltas? (en esteproblematenemosun númerodecimalque aparececomo operadory el otro que la medidade unalongitud) significa de vez de vez0,38más5 centésimas 0,38más2 décimas 4,25x 0,38esiguala 4 veces 4251100 x 0,38. 0,38.Estambién familiarde viviendaesel siguiente: 2. Seestimaqueel repartode un presupuesto 0,14. 0,18;Calefacción: Alquiler:0,68;Gastos: La partede susueldoqueunapersonaha previstogastarparaviviendaes0,23.¿Cuálesla gastaparala calefacción? partequeestapersonagastaparael alquiler?¿Cuánto Señala sin embargo, que no se ha probado que el hacer bien estos ejercicios sobrelasjerarimplique que se sabenhacertodos los demás.Las investigaciones y las dependencias entre los conocimientosadquiridos quÍasentre los aprendizajes en situaciónescolarson muy interesantes,pero pareceque no se han obtenido todavÍaconclusionesdecisivas. Todoslos estudiosactuales(KIEREN,1976y 1981; BnowN, 198l; Lt,sll. l97t), etcétera),relativosa los procesosde adquisicióndel conceptode númcro racional desdccl punttt de decimal- ponenen evidenciala necesidad. -y por consiguiente de vista didáctico,de tener en cuenta los distintosobjetivosseñalados.Sólo quc y no estosestudiostratanel problemamásbien desdeel punto de vistadel psicÓlogo desdeel ángulo en quc sc pareceque desarrollenuna articulación de las enseñanzas en didáctica.Esteúltimo debeconstruiral mismo sitúael malemáticoy especialista tiempo las situacionesespecíficasde cada uno de los aprendizajesque debehacer el alumno y la forma de articular las enseñanzas.
10.3. BOSQUEJODEL PROCESODE ARTICULACIÓN QUE PROPONEY DESARROLLABROUSSEAU El procesoestáelaboradoa partir de las siguientesopciones: o Siguedos procesosdistintos, el primero para la adquisición de los números decimalescomo medidasy el segundopara la construcciónde los decimalescomo aolicaciones.
r53
o En los dos casoslos decimalesse presentancomo una simple escritura de fraccionesdecimales.Y en las dos etapasseconstruyenen primer luiar los números racionales. o Los niños eligen las fracciones<
complicadas.Por razonesde ehcacia,los niños eligen muy pronto las fracciones decimalesentre las fraccionesracionalesporque permiten, ala vez, hacerlos cálcucómodaaproximadade las medilos con mayor rapidez,y dar una representaciÓn das racionales. o La quinta etapatiene por objeto la construccióny estudiode D: las fraccioncs decimalesseprestana una escriturasimpliñcadaque permite extenderlas reglasdcl cálculo(adición,sustraccióny multiplicaciónpor un escalar)de los naturalesa los decimalescon pocasmodificaciones. c Densidad de D en Q.. en esta última etapa se trata de ver que todos los raCionalesno Sondecimalespero que Sepuededar un valor tan aproximado como se quiera de cualquier racional. Este enfoque,una vez organizado,estandarizadoe institucionalizadopermite convertir en decimal el resultadode una división de un racional por un natural y dará implÍcitamente el método para dividir un decimal por un número natural. En toda esta primera fase/os niños manejan los númeroscomo medidas.Hay, Por ejempor tanto, algunaslimitacionesen el signifrcadoque debenserrespetadas. plo, los únicos operadoresutilizablesseránlos naturales.Los niños sabenmultiplióaro dividir por 2,3,... perotodavíano tienesentidoparaellosmultiplicar o dividir por 2l'7 ni por 2,5. Estos operadoresnaturales no se introducen ademáscomo óU¡etormatemáticos,sino que funcionan como un modelo implícito lineal tomado de los naturales. Y el método estáconcebidode tal forma que el procesono se modifica sensiblemente si -en esta fase- los niños no aprendena utilizar los decimalespara las medidaso no aprendena hacerlas operaciones.Por el momento no seinstitucionalizan éstasy no se aprendenlos algoritmos. f03.2.
Segundafase:de las medidasa las homoteciasde D+
Esta fasese desarrollaigualmenteen variasetapas:las tres primeras introduccn las aplicacioneslineales: o La etapa II.1 consisteen pedir a los alumnosla ampliacióndt'tttt ltu::lc, trozo por trozo, sin precisarde ninguna maneralo que quieredecir
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seisfotocopias del dibujo de un barco obtenido con ampliacionesdiferentes.Cada alumno prevé desdesu sitio las longitudesde todos los iegmentosreproducidosen las fotos. Puedenir a verificar el resultadode sus previsionesy volver a comenzar si es necesario(hay ampliacionesy reducciones).Despuésseles muestrannuevasfotoco_ pias y se trata de encontrar el modo de nombrar y de ordenar todas las fotos para ganar en un juego de comunicación. Llegan a descubrir que lo que les permite ordenarlasy nombrarlas es la imagen de l. De estamanera los niños identifican y nombranaplicacioneslinealesmediantenúmerosdecimales,sólo que estosnúmeros siguenligadosa una de las fotos, esto es: a un conjunto de valores. Se vuelve a hacer el juego cambiando cadavez el modelo y de esta forma el cálculo de imágenesse hace familiar. El vocabulario y los debaiesse refieren a las ampliacionesy a las reducciones.Los alumnos aprendenasí a designaraplicacioneslinealesde los racionalespositivos(e*) en e* y de los decimaleJpositivos (D+) en D+. o En la etapa II.4 se proponen algunassituacionesen las que intervienen apá'cqcionesque no son lineales.Los alümnos buscanejemplosy <
I0.4. OTRA FORMA DE ARTICULARLAS ENSEÑANZAS DE LOS DECIMALES R. Dounny (1980,1984,1986)ha puestoen evidenciaun modeloimplícitodc númerosque puedefuncionaren los niños de ocho a diez añoscuandoselescoloca Cientíhca,aunqueseaen un nivel elemental. en una problemáticaauténticamente Para lograr el funcionamiento de los números decimales,esta autora pfoponc que selesplanteena los niños en situaciónescolarproblemasen los que los númcrosjueganel mismo papelque en lasmatemáticaso en la fisica.Paraello, introduce para en lasque los númerosnaturalesson insuf,rcientes los decimalesen situaciones proporcionaruna solución,y los númerosdecimalesaportansolucionesaproximadas. La articulación de las enseñanzasque propone parte de una ampliación del conjunto de los números naturales,ampliación que realiza en cuatro etapas: 1. Los primeros númerosque los niños van a utilizar para completar los naturales -en situacionesde medida en las que los enteros no son sufrcientespara describirlas- provienende las subdivisionessucesivasde la unidad de medida: 1/2, tl 4, r18... 2. Despuésse va enriqueciendoel campo de las fraccionesutilizadasy s€ consque continúan creciendomediantesubdivisionessucesivasen truyen
o Utilización de las fraccionespara codificar áreas:se trata de utilizar fraccionespara codificar el áreade porcionesde hojas de papel considerandocomo unidad de referenciala hoja entera. Dos porciones de hoja pueden ser codificadaspor la misma fracción sin que las partes puedan superponerse,lo que no ocurre con las longitudes. Las actividades van a consistir en reproducir un puzzle mediante juegos de comunicación.Para las piezasdel puzzle seeligenformas talesque un cierto número'de cada una de ellas pueda cubrir la hoja. Esto permite evaluar cada pieza respectode la hoja. una de las situacionespropuestas:Los alumnos estánde dos en dos. El maestro distribuyea cadagrupo un sobreque contiene las piezasde un puzzle,recortadasen hojasde coloresde las que cadagrupo tiene un ejemplar.La consignaes que deben encargarmediante un mensajela cantidad exactade papel necesariapara reproducir el puzzle.(Luego deberánreproducirlo.)para escribirlos mensájeslos niños deben dar la medida de cada pieza respectode la hoja tomada como unidad. por ejemplo, si una pieza se puede colocar l0 vecespara cubrir la hoja el mensaje enviadoserál/10 de hoja. Posteriormente son los niños los que construyenel puzzley envÍanmensajesa sus compañerospara que éstosIo reproduzcan. o Situaruna fracciónentre dos enteros. Estasituación(descritaen el punto ll.l2.l) -que forma parteigualmentede la progresiónde Bnoussrnu- permite ver la relación entre las fraccionesy la división de un entero por otro con una precisión arbitraria. e utilización de nuevosnúmeros en problemasde proporcionalidad. A medida que aparecennuevasfraccionesse utilizan en situacionesdistintasde aquéllasen las que han aparecido.De esta forma las fraccionesadquieren poco a poco el estatusde número. Además, las nuevas fraccionespermitén a los niños producir nuevasescriturasque se utilizan en nuevosproblemas.De esta forma se enriqueceel conjunto de númerosdisponibles. Se trata ahora de utilizar las escriturasfraccionariaspara resolverproblemasde proporcionalidadentre magnitudescontinuas. por ejemplo las conocidassituaciones de la vida corriente: o o o o
Precio pagadopor una mercancÍaen función de la masa. Consumode gasolinaen función de la distanciarecorrida. Distanciarecorridaen función del tiempo en un movimiento uniforme... Relacionesentre dimensiones:perímetro y área de un rectángulo.
En estafasese utiliza el campo geométricopara hacer avanzarlos conocimientos de los alumnossobrelos números:calculandola medidadel áreade rectángulos se da un significadoal producto de fraccionesy las fraccionesdecimalesaparecen como las más adaptadaspara dar una medida aproximadadel lado de un cuadrado del que se conoce el área. Las representacionesgráficas proporcionan un tercer campo que reemplazaal papel y permite otra representaciónde los problemasque Setratan.
r58
Dado un rectángulo,una vez que se han fijado las unidades-en estecasocm y cm2-, setienencuatronúmeros:las medidasde lasdimensionesa y b, del perímetro P y del áreaA. Existen relacionesentre estoscuatro números: P = 2 x (a + b) :(2xa)+ (2xb);A :axb. Cada vez que se fija uno de los cuatro números,sedefine una familia de recl1¡ngulos y se pueden estudiar las relacionesque existen entre los otros tres números. Esto da lugar a las actividadessiguientes: t Búsqueda quetienenuna dimensiónfiia. Cdlculodel dreay delperímetro de rectdngulos Estaactividad lleva a dar significadoal producto de un natural por una fracción y al productode dos fracciones. Los alumnostrabajanen gruposde cuatro.Seda a cadaequipoun valor de a en centímetros: : 4 ¡ 6110. E j empl os: a : 5;a : 7;a : 3 + l/ 2; a : 8 + l/ 2; a : 2 + 314: . a Cada equipo debe repartirseel trabajo. Cada alumno dibuja cuatro o cinco rectángulosdistintosque tenganuna dimensiónigual a la que les han dado. Para cada rectángulocalculan el perímetro en centímetrosy el área en centÍmetroscuadrados.Todos los resultadosse organizanen un cuadro. quetienenun perímeto liio. Calcularel drea t Búsqueda de rectóngulos En la situaciónprecedentelos alumnos tenían la posibilidadde elegiruna dimensión y podían elegirlaentera. Esta vez el perímetro se fija de antemano y hay pocas solucionesenteras:si se elige un valor bastantepequeño del perímetro los con las dosdimensionesfraccionarias. alumnosseven obligadosa elegirrectángulos Se termina con la institucionalizaciónde la técnicade multiplicaciónde dos fracciones. t Áreafija. Colorearunacuadrícula Con estaactividadse consigue:dar signifrcadoal producto de dos fract:ittncsy en particulardos fraccionesdecimales;hacerfuncionarla propiedadde la
ls9
o Sobrecada vertical hay un solo punto negro;debajo sólo hay puntos verdesy encimasólo hay puntos rojos. o De igual forma, sobre cada horizontal sólo hay un punto negro; antes sólo hay puntosverdesy despuéssólo hay puntos rojos. . Dado un valor de a (por ejemplo a : 7) el valor de b que correspondeal punto negroesb : 24/a (24/7). Para algunosvaloreses más fácil situar el punto; para otros es más dificil; se trata de buscaruna forma de aproximarsea é1. En todos los casos,24lafoma un nuevo significado:no es solamente24. l/a. sino que esla soluciónde la ecuacióná ' X : 24. y esla medidaen centÍmetrosde una de lasdimensionesde un rectángulode área24 y cuyaotra dimensiónesa. La traducciónal campo numéricode esteproblema es:24/aes el número que, multiplicado por a, da 24. Estosresultadoslos vuelvena utilizar en la secuenciasiguienteen la que los alumnostrabajanpor equiposcon valoresdiferentespara el área.
cálculo- ni sirve ya ni la necesitan.Con las fraccionesdecimaleslos cálculos son más fticilesy seacercancadayez mása 27. Pero la escrituraes muy pesaday éstava a ser la ocuiión para que el maestro introduzca la convenciÓnde la escritura con coma, que aparececomo una forma de simplifrcar las escriturasde las fraccioncs decimales. El último punto de la articulación propone los aprendizajesde las técnicasde las operacionescon decimales:adición, sustracción,multiplicación y división. La idea de la construcciónde los decimalesque R. Dourov (1980)exponey lleva a cabo con los niños es la de construir los decimalespositivos a partir de un problema que no tiene solución en este conjunto. Se pone asÍ de manihesto la óspecificidadde los decimalesque es ser aproximacionestécnicamenteprácticasde los reales. La progresión de las enseñanzasque hemos resumido ha sido experimentada por el équipo que trabaja con R. DOUADYen clasesde una escuelacercanaa París desde1972.
r Aproximaciones decimales. Pasoa la escrituraconcoma
I0.5. CONCLUSIÓN
En primer lugarserepitela actividadde colorearlos puntoscomo en el qiercicio anteriortomando el valor A : 27. con estasituaciónsebusca,por una parte,que los niños hagan más cálculoscon fraccionesy, por otra, proporcionarsuficiente información numérica y gráfica para abordar convenientementela situación de búsquedade un cuadradode área27.
En las dos progresionesque hemos descrito vemos que la enseñanzacoherente de los decimalesforma parte de un proyecto global de la enseñanzade las matemáticas y no puedeimaginarsesi no es en estrecharelación con todos los otros aprendizajésque hacenlos niños en los añosde la enseñanzabásica.Las operacionessÓlo se nácencuando setiene necesidadde ellasy cuando el resultadotiene un significado para los alumnos. Los algoritmos y la mecanizaciónde los mismos vienen despuesde haber construido el signihcadode las operaciones,precisamenteen el momento en que los niños necesitan algo que les permita hacer los cálculos más deprisa. Seevita así esemalestarque produce la repeticiónde cálculosimpuestossin más cuentas>. objetivo que <
t Búsqueda de un rectdngulode tirea27 cm2 con estaactividadsebusca:que los niños utilicen lasfraccionesen un problema de aproximación;que descubranlas ventajasde las fraccionesdecimalesparahacer los cálculosy que lleguenfinalmentea la escrituracon coma de las fraccionesdecimales. En primer lugar se preguntaa los niños si entre los rectángulosde área 27 hay uno que seaun cuadrado.Los niñospiensanque tieneque haberuno, que tieneque haberun númeroque multiplicadopor sí mismo dé 27, perono lo sabenencontrar, piensanque puedehaberuno entre las fracciones. Se plantea el problema de otra forma: se pide ahora que busquencuadradosde área tan próxima a 27 como seaposible. Cuando se propone esteproblema a los niños ellosno sabentodavíahacerdivisionescon númerosdecimalei.por tanto, la única posibilidadque tienenesensayarvaloresy mejorarpoco a poco la aproximación encuadrandoel lado del cuadradoque buscan. En un primer tiempo llegan a encuadrarx de la manera siguiente:5 + l/g < x < 5 + l/4. Pero tienen que hacer muchos cálculos y algunos descubren que es más fácil hacerloscon fraccionesdecimales,y ensayan5 + l/10,5 + 2/10. Llegana dar: 5 + l/10 < x < 5 + 2110.La búsquedade solucionesaproximadas prosiguey poco a poco descubrenque lo más fácil es seguir tomando l/100, l/1000,etc. Descubrentambién que la representación -que ha servidode soportepara el 160
161
10.6. EJERCICIOS Y PISTAS DE REFLEXIÓN I'
volvamos a las situaciones que proponeR. Dounov:
:l-n'nu clones.
Búsqueda
de rectáns;; dimensión frja'cálcuto derpenmerro. c¿rculo ¿et¿rea-r1.i"i¡"1.,r?i"j""-
Estudiecada uno de estosprobremasdando primero distintos valoresa las vana_ bles, haciendo despuéslas representaciones gráficascorrespondientes,analizando los resultadosy pasandofinarmentear estudio gán.*i á. estasfunciones. o ¿Quépuededecirsedel.áreade un rectángulorespectode la dimensión variable? o ¿Quépuededecirsede ra función (u un"idadde medida de longitud) que asocia {, la medida A del área de un rectánguloa'la medida b O.l lu¿o variable? o ¿Quése puededecir de la función qu. uro.iu a cada varor b de la dimensión variable,el perímetrode un rectángulo(a, -"'--^' ü)t ¿Esuna función linea', eü 2. Organiceun taller con alumnosde 6.0 proponga a cadaequipo de cuatro un
porejempló, deun recrángulo. 20cm,r+.,i,, s.illl.rn, ;ó,n:i?..,1,:erÍmerro
Propongaa los alumnosque_cadauno busque cuarroo clnco rectángulos,todos distintos,y que cadaequiporecojarosresurtado; en un cuadro.Hagaluegouna representacióngráfica de ros paresobtenidos. ¿eué observacionespuedenhacersesobrelos resultados? ¿Quécálculosdebenhacerloi i¡¡oslPropongadespuéshailar el.área de ros rectángulos que han obtenido. pregunte a cadagrupo si entre rosrectángulosque hun .n.ontiuáo hay uno que seaun cuadrado. Sugieraa los niños que elios se pranteenpr"guntur o. aproximacionesque puedan responderen esteproblema.
t62
CUARTA PARTE:
SITUACIONES PARA ENSENAR DIFERENTESASPECTOSDE LOS NUMEROS DECIMALES
Introducción Pensamosque, en el estadoactual de la escuela,un maestrono puedeutilizar en su totalidad ninguna teoría refinada de la enseñanzade los decimales,porque seria muy particular, poco conocida, demasiadodificil de llevar a cabo, y porque las condicionesde enseñanza(número de alumnos por aula, necesidaddé adaptarsea lo que hacenles demás,formación matemáticainsuficiente,libros de textos,exigenciasde padres...)no lo permitenpor el momento. considero que actualmenteno se puedeponer en práctica una progresióñcoherente con una teoría didácticaválida. Los libros de texto, los programasy las condicionesactualesde la escuelaobligan a un eclecticismoque yo adopto en estelibro, en particular en la parte cuarta, en la que presentarésituaciones,ejercicios,talleres y actividadestomados de diversosprogramasy agrupadosen torno a la idea de dar un significado a lo que los niños deben aprender sobre los decimales.Ésta nos parecela solución más razonableen el momento actual.
165
11.
Situaciones sobrerepresentación significadoy lectura de decimales Hemos tratado en la tercera parte diversassituacionesque permiten introducir los números decimalesen la enseñanzabásica:situacionesbasadasen la prolongación del sistemade numeracióndecimal y en la utilización de materialesestructurados; situacionesque hacen surgir los decimalesen relación con la medida, bien utilizando las fraccionesque van apareciendoal subdividir la unidad, bien pasando previamentepor una construcciónde los númerosracionales. Nos proponemosahora enfatizar el signifrcadode las distintas representaciones que han aparecido-y presentaralgunasmás- proponiendoactividadesque permitan instalar y relorzar en los niños la significaciónque dan a los símbolosen las que utilizan. escriturasy demásrepresentaciones Pensamosque cualquieraque seala forma que se haya elegidopara introducir ios númerosdecimalesesprecisodedicaruna atenciónespecialy, por consiguiente. un buen númerode actividadesa conseguirque los niñosdominenel significadode cada una de las representacionesutilizadas y en particular el de las cifras en la escrituradecimalde un número decimal.El número 0, l, por ejemplo,ha podido suryirde la extensióndel sistemade numeración-con el fin de tener un número para representarla décima parte del metro-, ha podido nacer materializadoen el ralor de la regletablanca respectode la regletanaranja -en las regletasCuisenaire-: ha podido surgir de la necesidadde representarel resultadode repartir I entre iU sirviéndosedel minicomputador; de la división de la unidad en diez partes rgualespara aproximar mejor una medida; quizá se haya encontrado por primera ¡ez en la calculadoraal hacer una división; se ha fabricado para tener una imagen rs,-proca de I respectode la función x 10; se ha podido asociar,en hn, a una .iLarigtud, a un reparto,etc. En todos los casosesimportante que el alumno aprendaque el objeto matemátir¡ -el número 0, l- es el mismo. De estaforma, el significadoque da al número sr enriqueceprogresivamentea medida que aumentan las situacionesen que ese r:rrlero tiene sentidopara é1.Aprenderáa pasarde una situación a otra cuando sea ,mmesario. Y cada situación le aportará algún aspectodel número que le permita comprenderlomejor. t67
De acuerdocon lo que precede,propondremosa continuación algunasactividades que faciliten la lectura, escritura y representaciones comprensivasde números decimales.
11.1. JUEGOSDE ESTIMACIONDE MEDIDAS Tienen por objeto el que los niños adquieran una cierta facilidad para estimar medidas<
11.2. ADAPTACION DE LA SITUACIÓN (REPRODUCIRUN SEGMENTO> La situación de reproducir un segmento (punto 8.5.2) puede modificarse de forma que sirva para ejercitar a los niños en la signihcaciónque dan a las cifras en la escrituradecimal de un número. Se puede,por ejemplo, proponef que reproduzcan un segmentoque mide 0,258m. Más interesantees que ellos mismos se envíen mensajespara conseguirque los receptoresreproduzcandibujos de objetos cuyos contornos seansegmentosrectilíneos (enviandocomo mensajelas medidasy poniendo como condición que no pueden ser números enteros).Puedenenviar los mensajesutilizando cualquierade las representaciones disponiblesen la clase:escrituranumérica en basel0 (o en otra base,si algún alumno tiene la idea de hacerlo),en la calculadora,en el minicomputador de P,qpy,en la recta numérica, en instrumentosde medida.etc., o combinando diversosmodos de representación,de forma que se habitúen a pasar de uno a otro. 11.3.
mas y milésimasde apuerdocon las exigenciasdel problema que se pretenderesolver. En un principio los niños pueden utilizar reglasgraduadasen centímetros y milÍmetros pero es convenienteque cada niño fabrique su propia recta numérica -con una unidad arbitraria- que se va enriqueciendoa medida que conoce más números, situándolos unos respectode otros. Podemos servirnos de algunos dc estosjuegos para pasar de la escritura de un número como fracción decimal a su escrituradecimal. 11.3.1. Representación en la recta numéricay descomposición de las fraccionesdecimales Se pueden realizar,por ejemplo, tresjuegos con algunasvariantes:
o Acertar una fracción pensadapor el maestro: el maestro elige una fracción que la clasedebeacertaro encuadrar.Escribela fracción (por ejemplo 2361100)en un papel y lo esconde,o la escribedetrásde lapizarra donde los niños no puedan verla. Los niñ'os,en grupos de dos o tres escribenintervalos posiblesen suscuadernos. Cuando todos los niños han buscadoalgún intervalo se hace el juego en común. Los niños preguntan:<<¿Está entre I y 2?>. -
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y destacael intervalo[2,3] pintándolode rojo. Los niños deben seguirpreguntandohastaacertarla fracción. A cada pregunta, el maestro respondesí o no, aceptando o rechazandolos intervalos propuestos. Puedeocurrir que los niños empiecenpreguntandopor intervalosen centésimas por ejemplo:<<¿Está El maestrotachael interentre 2001100y 2 I 0/ 100?>.-<- y para acercarsemás pasena preguntarlas centési mas.) Cadavez que se da un intervalo correcto,el niño que lo ha dado va a representarlo a la pizana. Sepuedeagrandarel intervalo 12,3l parapoder subdividirlo en I 0 partesigualesy lo mismo puedehacersecon el intervalo 123/10,24/10lparapoder También se puedenpintar de otro color las subdivisiosubdividirloen centésimas. nes en décimas,y en un color distinto las subdivisionesen centésimas.
PASAR DE LA ESCRITURA FRACCIONARIA DE LOS RACIONALES DECIMALES A SU ESCRITURA DECIMAL.
23
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JUEGOSSOBRELA RECTANUMÉRICA Existenmuchos ejerciciosque tienen como objetivo ayudar a los niños a visualizar una recta numérica, primero graduada,en unidades,luego en décimas,centési168
ú{ü+}' 1236
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100
169
Para que los niños comprendan mejor la descomposiciónde la fracción y la asociencon la medidase puedeutilizar una cinta para medir con ella 236110d. El maestropregunta:¿Cuántasunidadesmide?-R: 2; ¿Cuántasde l/10? _R: 3l ¿Cuántas de l/100? -R: 6. El maestroescribelo que han medido: 2 + 3ll0 + 61100y los niños hacenla suma,y obtienen2361100y se dan cuentade que han descompuesto la fracción. o Sepuedejugar de la misma forma pero con fraccionesen las queintervengan milésimas. Se sitúa la fracciónen la rectay luegosedescompone.-El maestroproponea los niños descomponerlas fraccionesencontradasen secuenciasprecedentes. Se encontraráncon fraccionesque no puedensituar en una rectagraduadaen décimas, centésimas, milésimas,por ejemplo l13. La podrán encuadrarpero no atrapar. o Adivinarunafracciónplanteando preguntas sobresu descomposición un alumnojuegacontrasuscompañeros.-Sale de la clasemientraslos compañeroseligenuna fracción que él debe adivinar haciendopreguntasrelativasa su descomposición. que la claseha eregido357/1000. Las preguntasque Supongamos haceel alumno son,por ejemplo:¿cuántasde l/10 tiene?-R: 3; ¿cuañtasunidades?-R: 0;¿Cuántasde l/1000?-R: 7;¿Cuántasde l/100? -ñ: 5. Todoslos niñosanotanelresultado:3/10 + 7/1000+ 5/100 :357/1000. Algunosescriben:varillasde l: 0; varillasde l/10: 3; varillasde l/100: 5: varillas de l/ 10 0 0 :7 . Es convenientehacer variaspartidas,aumentandoprogresivamentela dificultad eligiendo,por ejemplo,númeroscon cerosintermediosen el nume.ador.Estejuego lespermitereconoceruna fraccióndecimaldescompuesta en décimas,centésimás, milésimas,etc.,aunqueesténdadasen distinto ordeny lespermitesaberpasarde la fracción27511000a la escritura: 0+ 2 1 t0 +1 1t 00+ 5/ 1000 11.3.2- Pasode la escriturafraccionariade los racionalesdecimalesa la escritura decimal El mismo juego colectivo de la secuenciaprecedentepero en el cual el maestro proponeescribirlos resultadosen el cuadro sieuiente: Valor de los intervalos
r/t0
t/t0 0
l/ 1 0 0 0
Todos los niños tienen la ocasiónde salir alapizarray escribenen estecuadro las fraccionesde los ejerciciosprecedentes. Se repiteel juego variasveces,mientras sigasiendointeresantepara los niños. A veceslos niñós quierenañadir al cuadro otrascasillasl/10000, I /100000... cuando seha llegadoaquí esmuy fácil hacersentirla necesidad de un signoque permita distinguir el lugar de las unidadesy diferenciarlos númeroscuando no t 70
están escritosen el cuadro. Con el fin de hacer surgir esa necesidad,el maestro escribefuera del cuadro los números: I 988 I 988 1988 l 988
y preguntasi es el mismo número, los niños respondenque escritoasí es el mismo número pero si se escribeen el cuadro puedeser que seannúmerosdistintos: Valor de los intervalos
r98 l9 I 0
Llt0
l/ 100
ó 8 9 I
8 8 9
l/1000
8 8
l/10000
8
El maestrocoloca los números como en el cuadro precedentey preguntasi tienen una idea de cómo podrían escribirsefuera del cuadropara que sepamosde qué número se trata. Al darse cuenta de la necesidadde distinguir dónde están situadaslas unidades,el maestrointroduce la convenciónde la coma que sirve precisamente para señalarel lugar de las unidades: 1988/10 198,8 seescribe 1988/100 19.88 seescribe 1988/1000 1,988 seescribe 1988/10 000seescribe 0,1988
noventay ocho coma ocho El maestrodice cómo seleenestasescrituras<
sición que puedahacersecon las tarjetasA. (Es necesario,por tanto, que las tarjetasA permitan el mayor número de combinacionesposibles.)Se reparten a cada jugador seisu ocho ta{etas A y éstosvan tomando por turno una carta del montón B. cuando un jugadorno puedeo no sabecomponerel númerode lastarjetasB con las tarjetasA, depositala tarjeta B en el mazo y pasasu turno al siguiente.Cada vezque un jugadorcomponecon sustarjetasA el número B consiguedichatarjeta. El objetivo es lograr el mayor número posible de tarjetasB. Las consignaspueden adaptarseal nivel de la clasey al tipo de ejercicio que sedeseehaganlos niños, y el juego puedenhacerlo individualmente o por parejas. Estemismo tipo de juego se hacecon dominósque permitanemparejarescrituras diferentesde un mismo número.
11.4. DIVERSOS JUEGOS SOBRE LA RECTA NUMÉRICA ll,4.l.
Puedejugarsedespuésen dos grandesequipos,la mitad de la clasecontra la otra mitad, o en gn¡pos de cuatro. Es un juego que interesamucho a los niños y todos quieren escribir números que cuestemás acertarlos. Conviene que en cada jugada SeConservenen un cuadro las propuestasy los aciertosy desaciertoshastallegar a descubrirel número. Se puede complicar pensandonúmeros con milésimasy haciendoque haya cerosintermedios.Cadajuego se debeaprovecharpara que la verbalizacióndc lt¡s decimalesseacorrecta. sobrela recta 11.4.2. El númeroescondidoestárepresentado El maestromuestraun segmentode rectagraduadocomo el de la figura adjunta y preguntacuálesson los números a, b, c, e y f que estánescondidosen las casillas. Es mejor proponerlosuno a uno, primero a, luego b, etc.
Buscarun númeroescondido
Puedejugar en primer lugar el maestrocontra la clase.El maestrodice:<
Los niños hacenpropuestas. Supongamosque ha pensado4,75,y un niño dice 5: el maestroresponde:<
0
5
l0
Figurall.4
Otro niño dice: 3; el maestroresponde:<
3
5
t0
Figurall.5
Otro niño dice 4 -y el maestrodice:
ci
4t75
t72
--¡--o
Figura ll.7
0
Para responder,los niños deben contar primero el número de divisionesque se han hechode la unidad.Cadadivisión es l/10 (que escriben0'l). De acuerdocon esto,el número escondidoen la casilla es 1,3,que deben o (