Omet navegació

Sentit de les operacions

Sabers

  1. Resolució d’operacions amb potències d’exponent fraccionari i relació amb el càlcul amb radicals.
    [AMP]
  2. Ús de la calculadora i recursos digitals per resoldre problemes i explorar propietats aritmètiques relacionades amb les arrels i altres nombres irracionals.
  3. Ús de les propietats de les potències per introduir el concepte de logaritme.
    [AMP]
  4. Resolució de problemes en què apareguin nombres reals en diferents contextos. Interpretació i validació dels resultats. Recerca d’alternatives en cas que no siguin coherents.
  5. Resolució de problemes centrats en la recerca de patrons i regularitats amb nombres reals (creixement de poblacions...).

Descripció i orientacions

Reflexions inicials

En aquest bloc s’aprofundeix en el sentit de les operacions aplicant conceptes relacionats amb les potències, els radicals i els nombres reals. La resolució d’operacions amb potències no només introdueix el concepte de radicals, sinó que també estableix les bases per comprendre els logaritmes, un component essencial de les matemàtiques avançades.

A més, l’ús d’eines digitals, com ara calculadores i fulls de càlcul, afavoreix la construcció i exploració de coneixements aritmètics. Aquestes eines fan que els conceptes siguin més accessibles i aplicables a situacions de la vida quotidiana, i milloren la comprensió i l’ús pràctic dels nombres reals.

Pel que fa als sabers relacionats amb la resolució de problemes, aquests constitueixen una continuació del treball dut a terme al llarg de tota l’ESO. La incorporació de nous tipus de nombres permet abordar situacions reals més complexes.

Comentaris sobre les connexions

Tot i que les operacions amb nombres reals s’utilitzen en la resolució de problemes en diversos àmbits de les matemàtiques, a 4t d’ESO ja no hi ha connexions directes amb els sabers dels altres sentits.

Comentaris sobre els sabers essencials i d’ampliació

Els sabers #4.NUM.SO.A i #4.NUM.SO.C es consideren d’ampliació perquè, tot i que el càlcul amb radicals i el concepte de logaritme són continguts propis del batxillerat, es poden introduir a 4t d’ESO mitjançant les propietats de les potències i la seva definició. Això permet que l’alumnat es familiaritzi amb aquests conceptes de manera gradual, en facilita la comprensió i redueix la dificultat que puguin prestar quan els tornin a abordar en cursos superiors.

Comentaris sobre alguns sabers específics

Per treballar els sabers #4.NUM.SO.D i #4.NUM.SO.E, és important dissenyar activitats que permetin als alumnes aplicar els nombres reals en diferents contextos, identificar patrons i regularitats, i reflexionar sobre la coherència dels resultats. Són interessants els exercicis de pràctica productiva i d’altres amb una contextualització propera a l’alumnat.

Resolució d’operacions amb potències d’exponent fraccionari i relació amb el càlcul amb radicals.

Ús de la calculadora i recursos digitals per resoldre problemes i explorar propietats aritmètiques relacionades amb les arrels i altres nombres irracionals.

Ús de les propietats de les potències per introduir el concepte de logaritme.

Resolució de problemes en què apareguin nombres reals en diferents contextos. Interpretació i validació dels resultats. Recerca d’alternatives en cas que no siguin coherents.

Resolució de problemes centrats en la recerca de patrons i regularitats amb nombres reals (creixement de poblacions...).

Recursos i activitats

Recursos i activitats per treballar sabers concrets

A continuació, es presenten algunes idees sobre recursos i activitats d’aprenentatge que poden contribuir a l’adquisició dels sabers d’aquest bloc.

A. Resolució d’operacions amb potències d’exponent fraccionari i relació amb el càlcul amb radicals. [AMP]

En l’activitat Power countdown de NRICH, es planteja un context per jugar amb potències, saber #4.NUM.SO.A. L’objectiu del joc és aconseguir un nombre objectiu a partir d’un conjunt de nombres donats, utilitzant exclusivament les operacions següents:

  • Calcular la potència d’un nombre.
  • Fer l’invers d’un nombre.
  • Multiplicar dos nombres.

    Per començar l’activitat, es proposa utilitzar els nombres 2, 3, 4, 5, 16, 32 per aconseguir el 8.

    2,3,4,5,16,32 i 8

    Font: Power countdown

    Es presenten algunes possibles solucions:

    Power Countdown

    Font: Power countdown

    A partir d’aquí, es plantegen preguntes com «Hi ha alguna altra manera d’aconseguir el 8? És possible fer-ho utilitzant tots els nombres?».

    Un cop l’alumnat s’ha familiaritzat amb el joc, se li pot plantejar un nou repte: quantes maneres diferents hi ha d’aconseguir el 125 amb aquests nombres?:

    2,4,5,35,37,81 i 125

    Font: Power countdown

    L’alumnat pot treballar en parelles, discutint les diverses possibilitats. En el moment de respondre la pregunta «Quantes maneres hi ha?», es fomenta el debat sobre l’ordre de les operacions i les estratègies emprades.

    A continuació, es proporcionen un conjunt de nombres i cinc nombres objectiu:

    2,5,16,243,343,512,49,89,1024,216,64

    Font: Power countdown

    L’alumnat haurà de respondre: «De quantes maneres diferents pots aconseguir cadascun dels nombres objectiu? Hi ha algun objectiu que no puguis aconseguir?».

B. Ús de la calculadora i recursos digitals per resoldre problemes i explorar propietats aritmètiques relacionades amb les arrels i altres nombres irracionals.

L’ús de recursos digitals, com ara calculadores i fulls de càlcul, per a la construcció de coneixement sobre les propietats aritmètiques d’arrels i altres nombres irracionals, saber #4.NUM.SO.B, és fonamental en l’aprenentatge actual de les matemàtiques. Aquests recursos permeten explorar i comprovar propietats de manera ràpida i precisa, i faciliten la comprensió de conceptes complexos mitjançant simulacions i visualitzacions. A més, fomenten l’autonomia i la investigació, ja que ofereixen l’oportunitat d’experimentar amb dades reals i abstractes, i afavoreixen una anàlisi més profunda dels resultats.

A continuació, es descriu l’activitat The root of the problem, del web del NRICH, que permet treballar el saber #4.NUM.SO.A i, alhora, utilitzar recursos digitals, saber #4.NUM.SO.B. Aquesta activitat destaca la importància d’utilitzar aquests recursos de manera adequada i fomenta la reflexió sobre l’eficiència de les eines digitals, així com la valoració de quina eina és més útil en cada situació.

Planteja el repte de calcular la suma:

\(\displaystyle\frac{1}{\sqrt{1}+\sqrt{2}}+\frac{1}{\sqrt{2}+\sqrt{3}}+\dots+\frac{1}{\sqrt{99}+\sqrt{100}}\)

Aquesta activitat ofereix una oportunitat per practicar la racionalització d’arrels i posa de manifest la importància de no arrodonir els resultats abans d’hora. Si es mantenen els radicals en el càlcul i se simplifica tant com sigui possible, s’arriba a una conclusió interessant: el resultat final és un nombre enter. Aquest resultat pot passar desapercebut si els estudiants fan el càlcul amb calculadora.

Per resoldre el repte, es pot utilitzar un full de càlcul, en què l’alumnat pot començar trobant una expressió per a \(\frac{1}{\sqrt{1}+\sqrt{2}}+\frac{1}{\sqrt{2}+\sqrt{3}}\) i anar afegint termes progressivament.

D. Resolució de problemes en què apareixen nombres reals en diferents contextos. Interpretació i validació dels resultats. Recerca d’alternatives en cas que no siguin coherents.

Pràctica productiva: restes

L’entrada Pràctica productiva: restes (3) del blog PuntMat presenta una tasca inspirada en el problema anomenat Diffy, que permet treballar el saber #4.NUM.SO.D. Es tracta d’un joc en què es practica la diferència entre nombres, restant sempre el menor del major. El resultat final, independentment de la quaterna inicial escollida, és una fila formada per quatre zeros. L’activitat es pot dur a terme amb qualsevol quaterna de nombres: enters, racionals o irracionals.

Es crea un diagrama seguint les normes següents:

  • Cada fila conté quatre cel·les. La fila inicial correspon a la quaterna d’inici.
  • A partir de la segona fila, a cada cel·la s’escriu la diferència entre els valors de les dues cel·les situades directament a sobre.
  • A la darrera cel·la de cada fila, la diferència es calcula entre el darrer valor i el primer de la fila anterior.
  • El diagrama finalitza quan totes les cel·les d’una fila són iguals a zero.

Alguns exemples que proposa el blog per treballar amb l’alumnat són els següents:

Pràctica productiva amb restes

Font: Pràctica productiva: restes (3)

Pràctica productiva restes

Font: Pràctica productiva: restes (3)

Les transformacions en expressions decimals poden ajudar a determinar quin valor és més gran i, així, poder calcular la resta corresponent (el major menys el menor).

El Tangram de nueve piezas y las raíces cuadradas

Una altra activitat per treballar el mateix saber, saber #4.NUM.SO.D, és El Tangram de nueve piezas y las raíces cuadradas, que es pot trobar al blog d’Ana García Azcárate. Es proposa treballar les arrels quadrades a partir del Tangram de nou peces.

Primer es demana a l’alumnat que construeixi el Tangram sobre una quadrícula unitària, sigui amb Geogebra o amb cartolina:

Tangram

Font: El Tangram de nueve piezas y las raíces cuadradas

A continuació, es demana que calculin, utilitzant el teorema de Pitàgores, els costats de cadascuna de les peces, per trobar-ne el perímetre.

Tangram amb les mides dels costats

Font: El Tangram de nueve piezas y las raíces cuadradas

Finalment, construint diferents figures, se’ls demana també que en calculin el perímetre. Per exemple, si construïm la figura següent:

Tangram amb forma de gat

Font: El Tangram de nueve piezas y las raíces cuadradas

El seu perímetre és: \(48+36\sqrt{2}\)

E. Resolució de problemes centrats en la recerca de patrons i regularitats amb nombres reals (creixement de poblacions...).

Referent al saber #4.NUM.SO.E es poden plantejar problemes de l’estil següent:

  • Cicle de reproducció bacteriana: un bacteri es reprodueix per bipartició cada hora. Això vol dir que el bacteri mare es divideix en dues parts idèntiques, desapareixent però generant dos bacteris fills. Una hora després, cadascun d’aquests bacteris es divideix de la mateixa manera, i produeixen dos nous fills cadascun. Aquest procés es repeteix contínuament a mesura que passa el temps.
  • Propagació d’un virus: un virus molt contagiós entra al cos d’una persona. Després d’una setmana, aquesta persona és capaç d’infectar tres noves persones abans que el virus sigui destruït pel seu sistema immunitari. El procés continua i la setmana següent, cadascun dels tres nous infectats transmet el virus a tres noves persones, i el cicle es repeteix amb el mateix patró.

A partir d’aquests enunciats, es pot demanar a l’alumnat que:

  • Elabori una taula que resumeixi el nombre de bacteris o persones infectades al llarg del temps.
  • Utilitzi la taula per construir una gràfica que visualitzi l’evolució del nombre de bacteris o d’infeccions.
  • Faci prediccions sobre quants bacteris o persones infectades hi haurà després d’un període de temps determinat.

Creado con eXeLearning (Ventana nueva)