Trabajo con docentes de escuelas primarias

Entre septiembre y octubre de 2018 estuve a cargo de la capacitación a un grupo de docentes en la ciudad de Santa Cruz de Juventino Rosas, Guanajuato, contratada por el CIFE como facilitadora para un grupo de 36 docentes de primaria y coordinadora de los facilitadores (dos, aparte de mí) en esa sede. De buenas a primeras me encontré conociendo desde adentro el proceso de capacitación con vías a la evaluación docente de la SEP/INEE. Nada supe cuando fui contactada y contratada, excepto que era una capacitación sobre diseño curricular. Hay mucho que elaborar respecto a lo que fui encontrando sobre los problemas que tienen los docentes en un municipio tan cercano (y lo complicado de llegar a él, pese a la cercanía y las características de la zona) y con carencias que no hubiera imaginado. Muchos aprendizajes y muchas ricas experiencias.
A reserva de detallar mi análisis del proceso, aquí se encuentra mi reporte final, entregado a la institución contratante.

Ahora tengo ocasión de colaborar en otro proyecto, también con docentes de primaria. Se trata de dos grupos de profesores, en Campeche, para introducirlos a la estrategia de Aprendizaje Basado en Proyectos y, necesariamente, su relación con el Aprendizaje Basado en Problemas. La parte presencial de estos talleres se desarrollará los días 7 y 8 de febrero.

Por lo pronto, aquí está el material que diseñé para ellos, como lectura previa, dadas las limitaciones de tiempo (10 horas presenciales seguidas de 10 horas virtuales, para cada grupo): PBL o ABP: Problemas y Proyectos.

Actividad matemática en el CIPEC

La semana pasada compartí un texto sobre lo que es la actividad matemática , tomado del libro La mistyfication mathématique de Alain Bouvier, que incluye una propuesta de 50 problemas entre abiertos y ya resueltos, sin que conozcamos en cuál de estas categorías está cada uno y, evidentemente, sin soluciones (para los ya resueltos) ni hints.

El libro llegó a mis manos en 1985 mientras estaba en el IREM de la Universidad París 7 Diderot, a punto de presentar mi tesis. Desde entonces lo he utilizado en diferentes ocasiones para tratar de despertar el interés por una verdadera actividad matemática con los estudiantes desde muy temprana edad. La resistencia es enorme porque, fundamentalmente, muy pocos docentes han entrado en este terreno y ante la ausencia de guías externos que les permitan saber si “voy bien o me regreso” se sienten desconcertados y desamparados. Traduzcan eso a lo que hacen en sus cursos: puras cosas previsibles, dependiendo del grado o el momento del ciclo escolar. No vamos a encontrar una ecuación lineal con soluciones negativas si no se han introducido los números negativos y las operaciones con ellos, por ejemplo. Y con enteros, por favor. Dado que nunca estuve sujeta a semejantes cosas, decido que siempre es buen momento para comenzar la exploración.

Hacia 1986-1987, mientras desarrollábamos uno de los primeros cursos de la maestría en Educación Matemática, modalidad semiabierta, en la Universidad de Guadalajara, me tocó hacerme cargo de las sesiones de heurística. El grupo estaba integrado por maestros de matemáticas para ingeniería, maestros de matemáticas de bachillerato y estudiantes de la licenciatura en matemáticas en su último semestre. De los 50 problemas propuestos por Bouvier seleccioné un problema diferente para cada subgrupo.

Me ocuparé del problema 36, propuesto a los estudiantes de último semestre de la licenciatura en matemáticas a quienes daba gusto (OK, no) escuchar hablar de los títulos de sus tesis sobre topología algebraica y menjurjes semejantes con aire docto.

El problema 36 pide encontrar los valores que puede tomar un entero positivo n para que 4^n + n^4 sea un número primo.

Para mi sorpresa, los estudiantes comenzaron a ensayar uno a uno los números del 1 al 17 antes de establecer un hecho que a uno puede parecerle obvio. Y es justo en ese punto donde los chicos del CIPEC mostraron que lo que necesitan son oportunidades.

La sesión en el CIPEC comenzó, como de costumbre, conversando con los que llegan temprano acerca de lo que han experimentado/aprendido/disfrutado/odiado en los días previos de esa semana. Hubo homemade brownies para potenciar el arranque, recordando que debíamos de decidir a quién habría que regalarle el libro de Alicia en el país de las maravillas que Célica Cánovas nos había donado. Después de hacer una semblanza de Lewis Carroll y Alicia y una breve introducción al libro, decidí que sería para quien mostrará razonamiento lógico en sus participaciones de la mañana.

Para entrar en calor les propuse un ejercicio que aparece en un problemario de preparación para un concurso de ¡informática!: ¿cuál es el último dígito de 2013^2013 ?

Es evidente que su calculadora no puede ayudarles. ¿Cómo podrían responder?

“Multiplicamos” dijeron algunos. Inténtenlo, respondí. Pero Paola, la más pequeña de las chicas, dijo que no sabía qué significaba la escritura dada. Me fui al origen, con Diofanto y su dedicatoria de sus libros de Aritmética, explicitado lo que significa x^n para valores de n = 1, 2, 3 y 4.

Resultó que ella no era la única con esa laguna cuando al escribir x^2 algunos dijeron que el valor de x se multiplicaba por 2. No avanzamos hasta que para todos quedó claro que la n se refiere al número de veces que se toma x como factor. Unos 10 minutos.

Regresamos al ejercicio: ¿cuál es el último dígito de 2013^2013? Que cambié por ¿en qué dígito termina 2013^2013? Mucho desconcierto, por supuesto. Propuse que uno siempre puede tratar de entender con un problema más sencillo (Polya dixit) y escribí 23^23, que sigue estando fuera del alcance de las calculadoras. Hice hincapié en que no nos interesa el resultado total sino solamente el dígito que representa las unidades. Hicimos un par de ejercicios para explicitar el algoritmo de la multiplicación paso a paso y notar que las unidades del producto provienen solamente del resultado de multiplicar las unidades de los dos factores en cuestión. Por ejemplo, si multiplicamos 27 por 63 sabemos (debiéramos de) que el producto termina en 1.

Entonces propuse esa actividad a la que el niño de seis años, François Le Lionnais, se entrega en una tarde aburrida de un verano caluroso (hacia 1908).  La historia es importante porque toca una de las quejas de la mañana: “me aburro en mi casa y no me gusta estar aquí”.

Le Lionnais cuenta que en ese estado de aburrimiento comenzó escribiendo los dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y pensó, por supuesto, que el último dígito de cualquier otro número es, necesariamente, uno de esos dígitos (Le Lionnais no incluyó al cero, de lo cual se dio cuenta unos años después, pero yo lo hice para los chicos).

Determinó que al multiplicar un número por sí mismo (desconocía, dice, que eso se denominaba "cuadrado del número") el resultado solamente pueden terminar en  0, 1, 4, 9, 6, 5, 6, 9, 4, 1, correspondiendo a cada uno de los dígitos.

En ese momento tenía las dos líneas siguientes: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

0, 1, 4, 9, 6, ,5, 6, 9, 4, 1

Se percató, entre otras cosas, de la simetría en torno al 5, lo cual lo incita a continuar con las terminaciones de los cubos:

0, 1, 8, 7, 4, 5, 6, 3, 2, 9.  

Un desorden con algunas propiedades. Intrigado, intenta con la cuarta potencia:

0, 1, 6, 1, 6, 5, 6, 1, 6, 1.  

Que es una sorpresa total por su simetría, para comenzar, y porque no son muchos los sobrevivientes, dice.

¿Qué ocurrirá con la quinta potencia? Obtiene

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

En ese momento Paola, la chiquita que no conocía el significado de la potencia, dijo en voz alta: “¡entonces hay que dividir entre 4.”

1. Alicia en el país de las maravillas  encontró a su dueña
2. Le pregunté qué había que dividir entre 4 (en 23^23)

Nos explicó:

23, del exponente, entre 4 da 5 y sobran 3. Así que hay que ir a la tercera fila de las cuatro creadas, y mirar la que corresponde al 3: es 7. 23^23 termina en 7.

No estaba segura de que todos hubieran entendido cabalmente lo que acababa de suceder ni la explicación. Hicimos un par de ejercicios antes de regresar a 2013^2013.

Sí: “hay que dividir entre 4” se entendió dentro del contexto de la sesión, aunque habría que ver más adelante si se produjo conocimiento.

Al dividir 2013 entre 4 tenemos 1 como residuo, lo que significa que nos fijamos en la primera fila, en la columna que corresponde al 3: es 3

Había transcurrido alrededor de una hora desde que iniciamos la sesión, y todavía disponíamos de unos 30 minutos. Propuse el ejercicio 36 de la lista de Bouvier:

encontrar los valores que puede tomar un entero positivo n para que 4^n + n^4 sea un número primo.

“No me acuerdo cuáles son los números primos”, se escuchó. Escribí la definición en una esquina del pizarrón y la lista de los primos menores que 50. Hicimos el cálculo de  4^n + n^4 para n = 0, 1, y 2 y observamos que cuando n=1 obtenemos 5 como resultado, y entonces tenemos un número primo. Replantee el problema: ¿para cuales otros valores de n se obtienen números primos?

Después de un momento se produjo el segundo momento mágico: “No funciona para los números pares” dijo Itzel, una chica que ese día festejaba su cumpleaños 17. Añadió: “siempre daría un número par” (utilizó, por supuesto, los resultados del ejercicio anterior, mostrando que lo había vuelto conocimiento útil).

Excelente, dije. ¿Cuáles nos quedan como candidatos? “Los que terminan en 1, 3, 5, 7 y 9”, dijeron.

Continuar la exploración se quedó como tarea porque se nos acabó el tiempo.

Lo sorprendente es que estos chicos no han tenido otro entrenamiento que lo que han aprendido en la escuela y lo que hacemos en las sesiones sabatinas, las cuales no apuntan a convertirlos en campeones de concursos o semejantes. De hecho, la candidata más fuerte para participar en los concursos estatales, dentro de este grupo (sí, también es niña), no se escuchó durante estos ejercicios.

La otra cosa sorprendente, y que contrasta tremendamente con la petulancia de aquellos estudiantes de matemáticas en cursos de maestría (y no debería sorprenderme) es que aquí no necesitaron probar del 1 al 17 para darse cuenta de lo que Itzel hizo notar.

Si revisamos todo este rollo, quitando el anecdotario y haciendo un ejercicio de taxonomización, nos daremos cuenta de la cantidad de conocimiento generado/recuperado/puesto a prueba en una sesión que puede resumirse en 45 minutos tal vez, pero que sería tremendamente aburrida y desgastante sin esta comunicación/comunión en la que cada uno puede participar y expresar lo que no entiende sin temores, entre iguales.

Yo salí muy satisfecha, preparando lo que será la sesión del próximo sábado la cual iniciará con un breve convivio de festejo de tres cumpleañeros. Esos momentos, para mi gusto, son lo que permiten crear el ambiente de las sesiones de trabajo.

La actividad matemática

Hace tiempo preparé un material a este respecto, para un "Diplomado en Enseñanza de las matemáticas para profesores de preparatoria y la universidad", que diseñé e impartí mientras estaba a cargo de la Coordinación de Desarrollo Educativo en la Ibero Tijuana.

La presentación que acompañó a la sesión sobre lo que significa "actividad matemática" se titula "La mistificación matemática", tomada del libro de Alain Bouvier que lleva ese nombre.

Sobre la importancia de aprender a plantear y resolver problemas de matemáticas hubo también una presentación, además del documento completo con algunas referencias.

Esta semana, a propósito de las actividades que desarrollamos con los chicos del CIPEC, sumamente desestructuradas pero diseñadas ex profeso, decidí hacer una traducción libre y sintetizada del primer capítulo del citado libro de Alain Bouvier: La mystification mathématique.

Se trata, fundamentalmente, de una propuesta de cincuenta problemas dirigidos a los docentes de matemáticas y es una invitación a participar y comprender lo que es la actividad matemática. Es una invitación también a ir dando cuenta de nuestro propio proceso, el que desarrollamos cuando incursionamos en esta actividad, pero también de observar a otros docentes y hasta a algunos alumnos cuando se involucran en ella.

Los problemas, como se menciona en el documento, pueden ser problemas para los cuales todavía no se tiene una solución o ejercicios que pueden resultar sencillos para algunos. Bouvier no indica cuáles pertenecen a cada categoría. Por supuesto, no hay respuestas o hints para ellos.

Disfruten el viaje que supone La actividad matemática.

Isoperimétricos

La sesión del 21 de noviembre, con los chiquitos del CIPEC, comenzó un poco antes de la hora habitual. A las 8:45 A.M. tres de los pequeños se presentaron conmigo para decirme que ya me estaban esperando. Las puertas las abren a las 9:00 A.M., ¿o no?, comenté. "No. Ya abrieron y ya estamos en el salón", respondieron. Subí con ellos y, aunque no estaban todos, si había un número suficiente como para dar inicio, comentando acerca de lo que es su día regular: la hora en que se levantan o los levantas, lo que hacen para ayudar en las tareas de su casa, la posición que ocupan en su familia, etc. Algunos agregaron datos sobre el empleo de sus padres, o comentarios sobre su rellación con sus hermanos. Conforme iban llegando iban participanto en esta ronde de conocernos unos a los otros. Toño y yo participamos aportando nuestras propias historias.

Hacia las 9:10 A.M. dimos inicio a la sesión de trabajo. A cada uno le entregué un trozo de listón, todos más o menos de la misma longitud. Y sobre una mesa dispuse llos materiales de trabajo que siempre llevo: escuadras, reglas, lápices, papel milimétrico, cinta adhesiva y hasta un par de compases.

Les conté la historia de Dido también llamada Elisa quien, huyendo de la codicia y crímenes de su hermano Pigmalión, llegó a la tierra de los gétulos, en Africa y pidió hospitalidad y un pedazo de tierra para instalarse. Jarbas, el rey de los gétulos le dió una piel de buey y le dijo que le daría tanta tierra como ella pudiera abarcar con esa piel. Con la tierra que pudo encerrar con esa piel, Dido fundó Cártago. Hasta ahí la historia contada a los chicos y chicas (la historia completa se encuentra aquí) .

El problema para los niños era, entonces, encerrar la mayor área posible con su listón, trabajando de manera individual. Toño y yo nos dedicamos a observar. Las fotos muestran algunos de los acercamientos que observamos:

No hay desorden, no compiten entre ellos. Cada uno sigue un pproceso diferente, al inicio, y van progresando hacia una comprensión mejor del problema y de las posibles soluciones. Hay trabajo muy en forma, intentando, midiendo, contando cuadritos, calculando. En algún momento se oyó decir a uno de los chisco "Ya me emocioné", mientras intentaba otra forma geométrica con su cordón.

Y vino luego la recuperación de los resultados del trabajo individual. Como siempre, me encargo de ir recogiendo las aportaciones de los chicos en el pizarrón, para institucionalizar e conocimiento generado. En esta ocasión, adicionalmente, proporcioné la manera de calcular la altura de un triángulo equilatero a partir del lado. El resto es trabajo del grupo. 

Al terminar esta recuperación les conté el final de la historia de Dido: cómo logró encerrar el terreno de mayor área, para la fundación de Cártago, utilizando la piel de buey que le fue entregada por Jarbas. Y la importancia de pensar de manera creativa para resolver un problema. La actividad completa tomó unos 45 minutos.

El tiempo restante lo dedicamos a planear cómo elaborar una tarjeta de Navidad utilizando Desmos. Por ejemplo, un angelito (una circunferencia para la cabeza, una parábola para el cuerpo, rectas para las alas y una elipse para el halo). Por supuesto, se trataba de una muy breve y contextualizada introducción a las cónicas.

Imaginamos (porque no disponíamos de uno) un cono de beber agua, con agua hasta la mitad. Y las superficies formadas dependiendo de la inclinación que le diéramos: circunferencia, elipse, parábola; la hipérbola fue un acto de fe.

La propuesta, entonces, fue comenzar por tratar de dibujar en Desmos una cabeza de Mickey Mouse. Para eso necesitábamos saber cómo decirle al graficador que dibujara una circunferencia. Eso nos llevó a tener que describir qué es una circunferencia: yo actuaba como centro y e largo de mi brazo como radio (sin decirlo). Primero dieron con que era importante la medida del brazo y alguno recordó que eso se llamaba radio. Pregunté qué pasaría si yo quisiera trazar otro círculo, con el mismo radio, pero diferente del primero; batallaron muy poco para concluir que tenía que cambiar mi ubicación en la cuadrícula del piso. La pregunta fue: ¿cómo se llama ese punto del que depende que el círculo sea diferente? Ciertamente no lo recordaban, y hubo que decírcelos: centro.

Con ayuda de Pitágoras (explícito), encontraron la ecuación de una circunferencia centrada en el origen. Y estuvieron muy complacido dibujando muchas concéntricas. El problema que se les quedó de tarea fue buscar la manera de trazar las orejas. La galería de Desmos como apoyo.

Sigue la historia de mis alumnos

Me queda claro que tanto la física como las matemáticas que han aprendido son de formulita. No saben analizar un problema ni, mucho menos, plantearlo. Un verano no da para deshacer todos los entuertos, sobre todo si el alumno es pasivo (también parte de su historia escolar) y no quiere arriesgar nada para no parecer "tonto". Solamente una alumna ha modificado esta actitud y los resultados son notables.

La cuestión es que el problema del cálculo del centro de masa siguió siendo difícil, dijeron.
Del libro de Física General de la serie Schaum debían resolver los ejercicios del 21 al 42 del capítulo 8, para un examen rápido, que aplicaría el lunes 30 de junio, para el que yo seleccionaría aleatoriamente uno de los ejercicios mencionados.

Me mandaron mensajes a través de Edmodo el domingo por la noche: que si era posible que antes del examen rápido resolviéramos las dudas. Casi todo eran dudas pero, especialmente, lo de centros de masa.

Sin revisar los problemas pregunté las dudas que habían surgido:

• cómo determinar la ubicación de la figura en el plano, de manera de simplificar los cálculos
• cómo determinar las "ecuaciones" de las curvas de la figura
• cómo determinar los límites de integración para los cálculos

y algunas cosas más.

Fui construyendo el siguiente diagrama, retroalimentado por las preguntas y dudas que iban surgiendo:

Todos quedaron satisfechos con la explicación.

Y entonces fuimos a ver el problema que no habían podido resolver, que resultó ser el 8.31

Es decir que no había nada de cálculo integral. Un simple ejercicio del centroide de un triángulo.

Antes de ver el ejercicio resuelto 8.10 (con las fórmulas) resolvimos el 8.31 trabajando a partir de la solución dada ahí mismo, y hacia atrás. Entonces "les cayó el veinte". Eso tampoco se les ocurre.

Lo que me parece más grave es esa parálisis que no les permite siquiera darse cuenta de lo ya hecho, de lo que tienen en las notas que hayan tomado en clase, etc. Pareciera que en automático la respuesta es "no sé y no voy a intentar comprender".

Mis reportes a las autoridades académicas, en el sentido de que estos alumnos necesitan una reeducación en matemáticas, particularmente, y no más cursos de formularios, recibieron como respuesta un "hay mucho por hacer". ¿Cuándo? ¿Quién?

Una secuencia de clase, en la revisión de un ejercicio de examen

 La secuencia de fotos muestra paso a paso la resolución de un ejercicio de examen en el que los alumnos tuvieron muchas dificultades, y que ninguno concretó. Los garabatos, flechas, enmarcados, cálculos explícitos, etc.  corresponden a explicaciones frente a las dificultades que fueron expresando durante la resolución en el pizarrón. Me parece que no necesita de más explicación.

Los alumnos cursan física por segunda vez, y ya cursaron y aprobaron Cálculo Diferencial e Integral.

En el examen podía utilizar cualquier recurso, y habían aprendido a calcular integrales en Wolfram Alpha.

Que no se les ocurra situar la figura en el plano cartesiano cuando se trata de determinar las coordenadas del punto, es grave.

Un alumno comentó que lo había intentado con "otra" rebanada y no le daba lo mismo. Dije que no haría todo el cálculo de nuevo. Mostré y expliqué lo siguiente:

Con eso terminó la revisión.

Les pedí hacer un diagrama de flujoo con el proceso y aplicarlo en el siguiente ejercicio. Resultado:

1) Los "algoritmos" son suficientemente vagos como para que no sean de utilidad
2) Ecuación y función son equivalentes para ellos
3) En ningún momento se refieren al diferencial de área que se explicita en una de las imágenes
4) No fueron capaces de resolver el ejercicio que se propuso a continuación


Este documento se compartió con la autoridad educativa. Su comentario: "hay mucho por hacer".

A propósito de los problemas que se emplean en la enseñanza de las matemáticas

En la línea de los comentarios a la entrada anterior de este blog, les comparto un trabajo publicado hace algunos años. Es resultado de un proyecto con profesores de dos escuelas primarias en la Ciudad de México.

El texto aborda sus concepciones de lo que es un problema, contrastadas con lo que los especialistas en educación y matemáticas consideran que caracteriza un problema. Fue publicado, en su momento, por la revista Educación Matemática y, posteriormente, por la Secretaría de Educación Pública en esta antología titulada La Enseñanza de las Matemáticas en la Escuela Secundaria.

El artículo se llama "Dos concepciones de resolución de problemas de matemáticas". Es el primer documento de esta antología y comienza en la página 13.