Un cono sólido cuyo radio de la base sea de 1 cm y de 4 cm de altura.
Un tubo cilíndrico hueco de altura 4/3 cm de radio externo 2 cm y radio interno 1 cm.
Haz un boceto de cada uno de los sólidos y calcula el volumen de cada uno de ellos.
Se realizan una serie de experimentos en el que se hace descender mediante un cordel fijado a un punto de cada sólido a un depósito con agua, a una velocidad de descenso de 1 cm/s. Se trazan las gráficas de volumen desplazado de agua contra el tiempo transcurrido.
Los resultados son:
¿Qué representa cada uno de los ejes?
¿Qué curva se corresponde con cada sólido? ¿En qué orientación se introduce cada sólido en el depósito? (Hay un sólido que se usa dos veces, en dos orientaciones distintas)
¿Puedes dibujar la gráfica que correspondería a diferentes orientaciones de cada sólido?
Imagina un sólido de forma diferente: ¿cómo sería su gráfica?
Esta actividad está inspirada en la tarea Number Pyramids de NRICH, una web con numerosos recursos muy interesantes, con problemas para pensar y desarrollar el pensamiento matemático, tareas pequeñas con las que empezar una clase, proyectos más ambiciosos, retos, contenidos interactivos, descargables.... Es una verdadera maravilla, una de las páginas más inspiradoras que conozco.
Se trata de un juego muy sencillo: introduciendo números en las casillas azules (cualquier tipo de número, sea negativo, fraccionario, decimal, etc...) aparecerán otros números en las casillas amarillas, resultado de sumar los dos números inferiores. En la actividad se plantea a los alumnos conseguir que la casilla superior sea cero y encontrar la expresión algebraica que determina la casilla superior a partir de los números introducidos.
Otra idea fundamental será la generalización: a partir de los ejemplos más sencillos, los niveles más altos pueden obtenerse mediante inducción.
Es interesante realizar esta actividad dentro de las primeras semanas dedicadas al Álgebra y está dirigida a alumnos de 1º o 2º de la ESO, aunque los de 3º y 4º también pueden sacarle provecho, especialmente si ya conocen el triángulo de Tartaglia, que aparece en los coeficientes de las expresión algebraica para hallar el número superior.
La tarea es muy abierta y, dependiendo del tiempo que se desee dedicar, se pueden plantear más preguntas y retos que lleven a discusiones interesantes.
Cuando digo que la tarea está inspirada en Number Pyramids es que me he limitado a traducirla y a ponerla en un archivo de hoja de cálculo, de forma que puede ejecutarse en la práctica totalidad de los ordenadores de aula y no necesita de conexión a internet. La versión de NRICH es mucho más completa, con ramificaciones a preguntas más complejas, variaciones, recursos para el profesorado e imprimibles, etc. (de hecho, creo que también tienen una versión en hoja de cálculo). Si el inglés no es un problema para la clase en la que vayas a usarlo, recomiendo utilizar la versión original.
Tenía mucha ilusión por esta actividad. Me costó un par de horas peleándome con el Geogebra (con el que todavía no he trabajado mucho y, por tanto, no tengo mucha soltura) para conseguir la configuración perfecta (bueno, perfecta... digamos satisfactoria): los colores, la posición inicial, las posibilidades de ayuda...
Avisé con un par de días de antelación al alumnado de que trajeran los ordenadores, confié en que, después de la experiencia con las Barbies y otros experimentos que hemos realizado se ilusionarían, sospecharían que algo interesante estaba tramando y, consecuentemente, traerían su material en perfecto estado. Ya. Claro. Lo sé. Nueve personas de un total de treinta y dos trajeron sus ordenadores. Desastre. Charleta a los alumnos sobre la responsabilidad, la profesionalidad, el compromiso... Dejé caer que se trataba de diseñar un videojuego. Que habían perdido la oportunidad.
Ahora sí: a la semana siguiente vuelvo a pedir ordenadores. ¡Esta vez sí! Hay suficientes para que los grupos tengan un tamaño razonable (casi todos con su ordenador, algunas parejas, un par de grupos de 3) y podamos dedicarnos al juego. Pero... ¡no funciona! Versiones antiguas de Geogebra, incompatibilidades, la PDI que se cuelga... Niños, lo siento mucho. Cerrad los ordenadores, vamos a hacer otra cosa hoy y mañana será otro día. Arreglo lo que puedo por la tarde, rediseño un par de cosas...
Venga, hoy sí que sí. Hoy todo va a funcionar. Ya tengo cubiertas todas las inconveniencias que se puedan presentar. Salvo un detalle, claro. Viernes. Maldito viernes. No hay forma de que se callen. No puedo dar las instrucciones. Vengo cansado de otra clase, quizá pago el pato con ellos: "¡Se acabó! ¡Así no se puede trabajar! ¡Cerrad los ordenadores y sacad las libretas! Si lo que queréis es un sargento que hable y hable mientras vosotros calláis y trabajáis, eso es lo que tendréis". Media hora de tiza, pizarra, caras largas...
A ver si el próximo día se puede. A ver si aprendo...
Cuando vi esta actividad en el blog de Fawn Nguyen supe que tenía que cambiar mi forma de dar clases y aprender a realizar este tipo de experiencias en el aula. Con un planteamiento sencillo pero brillante, es una oportunidad fantástica para aprender experimentando. Este año, por fin, me he atrevido y la cosa ha ido bastante bien. Ha habido algunos errores organizativos y un par de cosas que me hubiera gustado cambiar, pero no tengo ninguna duda de que el año que viene repetiré la experiencia.
BARBIE BUNGEE JUMPING (Barbie se va de puenting)
Con tiempo (unos diez días de antelación) les comenté a los alumnos que íbamos a hacer algo diferente y que necesitaba que trajeran un material algo extraño: unas muñecas Barbie. El efecto gancho funcionó bastante bien: pasaron los siguientes días preguntándose qué íbamos a hacer con ellas, para qué serían, qué tienen que ver las Barbies con las matemáticas... Al menos se creó algo de expectativa. Por otro lado, debí asegurarme de que tenía todas las muñecas necesarias antes de comenzar la actividad. Había calculado que los grupos debían ser de 4 miembros para que el reparto de trabajo estuviera equilibrado y para ello necesitaba 8 muñecas. El día en que comenzamos la actividad solo disponíamos de cinco muñecas, por lo que los grupos fueron finalmente demasiado numerosos (punto para corregir el próximo año).
Comenzamos la actividad con el título: Barbie Bungee Jumping. ¿Sabéis lo que es el bungee jumping? ¿Podéis describir ese deporte? ¿Qué otros deportes extremos conocéis? (Aquí se puede trabajar algo de vocabulario en inglés, descripciones, etc...).
A continuación vimos el siguiente vídeo de saltos desde el puente de Ibagué, en Colombia:
¿Qué matemáticas hay involucradas? La altura del salto, el peso de la persona... ¿Qué es lo que tiene que calcular muy bien la empresa que realiza los saltos para no correr riesgos? La longitud de la cuerda.
Pues bien, vamos a ponernos en la piel de esa empresa. Queremos realizar un salto con Barbie desde una altura determinada (que ya conoceremos más adelante). Para ello, disponemos de un poco de cuerda elástica para realizar experimentos (no mucha, ya que la cuerda elástica es un material caro... bueno, nosotros vamos a simularlo con gomillas elásticas, pero da igual).
Planteamos pues la actividad:
Cada grupo dispone de una muñeca y 7 gomillas, una para atarla en los tobillos a la muñeca y otras 6 para construir la cuerda. Además, cuentan con una cinta métrica para poder medir la caída. Al terminar los experimentos pertinentes habrán de solicitar un número adicional de gomillas para construir la versión definitiva de su cuerda y dispondrán de un solo intento para realizar el salto. Ganará el equipo cuyo salto sea más emocionante... pero seguro.
Lo suyo es que sean los propios alumnos quienes decidan cómo van a realizar el experimento, pero... yo no me pude resistir a indicarles un poco lo que debían hacer (otro punto para corregir el próximo año). Sujetamos la muñeca por la gomilla atada a sus tobillos y la dejamos caer: ésa será la altura a la que llega con 0 gomillas.
Añadimos una gomilla y repetimos, dejando caer la Barbie y viendo qué altura alcanza ahora. Anotamos.
Añadimos progresivamente las gomillas, anotando las alturas a las que llega la muñeca en cada salto. (Si los alumnos no están acostumbrados a realizar experimentos realizarán esta parte muy deprisa y sin el cuidado debido... tampoco pasa nada: se pierde un poco más de tiempo y aprenden que, si no quieren repetir todo el trabajo, tienen que pensar en los posibles inconvenientes antes de lanzarse).
En todo el proceso surgen varios inconvenientes: ¿cómo medir la distancia a la que llega la muñeca de forma exacta? ¿Cómo mejorar la medición? ¿Desde dónde lanzar la muñeca una vez superados los primeros pasos, cuando la altura de una mesa deja de servir para el experimento? Fue fantástico ver a los grupos generar distintas estrategias, copiar ideas de otros y mejorarlas, tomar varias medidas y hacer medias...
Una vez recogidos todos los datos, se representan en una gráfica. A poco cuidado que hayan tenido al tomar los datos, reconocerán el modelo lineal (en nuestro caso veníamos de ver representación de ecuaciones lineales como rectas, resolución de sistemas... así que lo vieron al instante...). No obstante, no se obtienen datos perfectamente alineados (y aquí hay una buena oportunidad para que los alumnos reflexionen por qué: las medidas no son exactas, los nudos en las gomillas no son todos iguales, etc...)
¿Cómo calcular la recta? En mi caso, les expliqué que había dos métodos: "a ojo" y utilizando una fórmula para calcularla. Les mostré cómo obtener el valor de la pendiente usando la función ESTIMACIÓN.LINEAL en una hoja de cálculo, lo que dio pie a discutir sobre el valor que habíamos obtenido. No costó mucho que se dieran cuenta por sí solos de que era lo que avanza la Barbie con cada gomilla nueva. Dado que el concepto de pendiente no ha sido trabajado aún (conocen el concepto pero no hemos trabajado sobre el significado) aquí me he ahorrado muchas horas de explicaciones y ejercicios que, otros años, han sido completamente inútiles).
También pudimos repasar lo que significa el término independiente, la intersección con el eje de ordenadas. En nuestro caso, la altura de la Barbie. El valor de partida para un número nulo de gomillas.
Una vez obtenida la recta, los alumnos midieron la altura desde la que iban a lanzar a la Barbie. Esto no lo tenía programado, pero estuvo bien ver a cada grupo, por separado, medir una altura bastante alta (4,30 m) con una cinta métrica ("¡Tienes que ponerla recta!" "¿Y si la pegamos a la pared?").
Con ese dato, solo restaba obtener el número de gomillas necesario. Para ello les di la opción de recurrir a Geogebra o resolver la ecuación a mano. Hubo división de opiniones en cuanto a qué era lo más sencillo. Ganó la ecuación a mano. ("Maestro, ¿y esto para qué sirve?" ¡Toma ya!).
Pudimos hablar también sobre los márgenes de seguridad: pasarse un milímetro en esta experiencia es catastrófico (no queremos una muñeca con la crisma abierta), quedarse medio metro o un metro corto... pues no pasa nada. Bastante emocionante es para la muñeca saltar desde una altura de 20 veces su tamaño (Punto para otro año: ¿desde qué altura habría de saltar una persona para un salto equivalente?). Este punto era bastante importante ya que cada grupo disponía de un solo intento para realizar su salto. Debían solicitar su número deseado de gomillas, montar la cuerda y lanzar la muñeca. Los cálculos debían ser cuidadosos y conservadores ya que un error grave sería irreparable...
Los saltos fueron bastante bien... Se organizó algo más de follón en el pasillo de lo que yo hubiera deseado, pero es que cuando el cuarto grupo hizo saltar a su Barbie para que se quedara a escasos quince centímetros del suelo, ¡hasta yo me puse a gritar! (El vídeo se ve muy borroso pero fijándose en la parte de abajo se ve como casi roza el suelo...)
Terminamos la actividad haciendo un repaso de todos los pasos el experimento y evaluaremos la actividad con el resumen escrito (en inglés, por aquello del bilingüismo) que deben entregarme. Además, aprovecharemos que tenemos una visita de un grupo de alumnos de intercambio desde Francia para que expliquen oralmente el experimento y las conclusiones.
