domingo, 15 de noviembre de 2015

La construcción de una caja

Los chicos con los que trabajamos Toño y yo (él trabaja con ellos sobre temas de lectura, redacción, dibujo) tienen entre 12 y 15 año. El conocimiento algebraico es practicamente inexistente por los pésimos programas educativos vigentes y porque los docentes solamente siguen alguno de los libros de texto que siguen los pésimos programas de manera muy mala.

La sesión comenzó a las 9:00 en punto, cuando apenas habían llegado la mitad de los chicos. Sin pausa, una de las niñas mayores me pidió que le explicara lo que era una ecuación cuadrática (cosas que no ha entendido en la escuela).

Comencé por explicar en el pizarrón, utilizando plumones de diferentes colores para diferenciar los elementos, la escritura general formal de un polinomio, los coeficientes, los exponentes, la variable (aquí no es incógnita). Entendido eso, que el exponente mayor se llama grado del polinomio y que el coeficiente en ese término se llama coeficiente principal. A partir de ahí que, dependiendo del grado del polinomio se hablaba de lineales (grado 1), cuadráticos (grado 2), cúbicos (grado 3), etc.

Entonces, una ecuación cuadrática, expliqué, es un polinomio de grado 2 igualado a cero:

                                            a*x^2 + b*x^1+ c*x^0 = 0

haciendo explícitas todas las potencias de x y comentando que no escribimos x^1 sino x, porque se supone que eso ya lo sabemos; ni escribimos c*x^0 porque se supone que sabemos también que x^0 = 1 y entonces c*x^0 se convierte en c*1 = c

Es decir, escribimos c*x^0 = c y la ecuación se escribe simplemente como

                                           a*x^2 + b*x + c = 0.

Agregué que las funciones cuadráticas (y expliqué la diferencia entre polinomio, ecuación y función) eran muy importantes en el estudio de los problemas de tiro parabólico, lo que ilustré con un problema sencillo, la gráfica, y todo lo que resulta de ahí.

Mientras, llegaron todos los estudiantes.

Expliqué la tarea a desarrollar y la escribí en el pizarrón:


Cada equipo de 4 disponía de una única hoja tamaño carta de papel de color rosa o verde. Si la echaban a perder no podrían tener otra. Además, sobre la mesa del profesor (por un lado del salón) había juegos de geometría, tijeras, cinta adhesiva y papel milimétrico.

Con una hoja blanca mostré que había que marcar dobleces sobre los cuatro bordes de la hoja, todos a la misma distancia de cada borde, para poder formar las esquinas correctamente, y mostré cómo doblar. Se les pidió que tomaran nota de cada cosa que iban decidiendo y haciendo para elaborar el reporte que presentarían al final de la sesión. Y comenzaron a trabajar de manera independiente, con mi supervisión constante para detectar si estaban atorados en algún punto o si estaban en otra conversación y actuar de manera pertinente.

Los tres equipos comenzaron por medir la hoja de color con mayor o menor precisión: 28 por 21.5 centímetros.


Equipo 1, muy activo. Registraron todo su proceso y lo fueron transformando para hacerlo más ágil y claro. Nunca doblaron la hoja de color para hacer tanteos. Solamente medición y cálculo del volumen en cada ocasión que cambiaban la medida que debían "recortar" de cada lado. Tampoco utilizaron el papel milimétrico. Era el equipo de los más jóvenes.
Desde el principio me dijeron que la base rectangular de la caja mediría 28 cm menos dos veces lo que tenían que doblar, por 21.5 menos esas dos veces. Pero estaba variando esa cantidad en cada cálculo. Su cuaderno se percibe, en la foto, lleno de esas explicaciones. Les pregunté que, si sabían que esa cantidad era la que hací que todo cambiara estaba variando, qué podían hacer para simplificar: "ponerle x" dijo una de las niñas. El cálculo se simplificó y sustituyeron la escritura que se observa por una tabla en la que iban registrando el valor de x y el volumen resultante, en cada caso.
El valor inicial que dieron al doblez fue de 4 cm, pero fueron a 3.5, 4.25 y 4.5 para determinar si el volumen crecía o no.  x = 4 parecía el mejor valor. Les sugerí verlo con mucho más precisión: calcularon para 4.01 y 4.02. el volumen era mayor en 4.01 y bajaba en 4.02. Les confié el secreto de Wolfram Alpha y el valor que proporciona: x = 4.019


Equipo 2, haciendo dobleces, por tanteos, con una hoja de papel milimétrico. Sin llevar un registro, a pesar de la insistencia de mi parte. En algún moment uno de ellos sugirió que mientras menor la altura y mayor la base rectangular, el volumen sería mayor. Le sugerí que pensara qué pasaría si fuera como una charola de hornear. Cayó en cuenta de su error. Comenzaron a doblar una y otra vez la hoja de color, sin registrar lo que resultaba, hasta que dejó de ser útil. La hoja de papel milimétrico la utilizaron mal, pues comenzaron a marcar las distancias a partir de los márgenes blancos y no de los bordes. Construyeron una caja, sí, pero no podían determinar si era la de mayor volumen.



Equipo 3, sin mucha participación, sin organización a pesar de a reiteración. reguntaron si la caja podría tener forma de cubo. Les pregunté si doblando la misma distancia en cada lado de la hoja obtendrían un cuadrado para la base, dijeron que no. Doblaron la hoja milimétrica para armar una caja, como se observa, y después midieron. Doblaron la hoja de color múltiples veces. No lograron avanzar.


Pasados 40 minutos el Equipo 1 dió cuenta de su trabajo y, por razones de tiempo, yo me puse en calidad de escribana para llevar el proceso al pizarrón de manera concisa. Las flechas que conectan los cálcullos, gráficos y tabla fueron parte de las respuestas a las preguntas de sus compañeros. Cuando iba a tomar la foto del pizarrón, ellos mismos se acomodaron para salir, orgullosos de su logro.


Termiamos con un regreso al punto de iinicio de la sesión: dado que en la fórmula de volumen, explícita en el pizarrón, hay tres x (una en cada factor), tenemos una función cúbica. Y que podíamos graficarla o pedirle al Wolfram Alpha que nos dijera todos sobre el polinomio cúbico involucrado. 


Sí, hay talento a pesar de lo que diga el INEE y sus exámenes que miden lo que a nadie le importa. 





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