El método Singapur para razonar problemas verbales elementales

Llamo problemas verbales (word problems) a los problemas razonados con los que se introduce (o debería introducirse) el razonamiento matemático en la escuela primaria (en quinto y sexto año por lo menos). Voy a ilustrar el tema con

Un ejemplo

Jenny tiene 7 pesos y su hermana 2. Después de que su madre les da una misma cantidad de pesos Jenny tiene el doble que su hermana. ¿Cuánto recibieron de su madre?

Solución algebraica
Sea x la cantidad recibida de su madre. Entonces, el problema se modela de la siguiente manera: 7+x=2(2+x). Es decir, x=3 --recibieron 3 pesos de su madre.

Elemental ¿no es cierto? Pues sí pero no para un niño de quinto año (11 años). Y ello porque no hay álgebra en aula de primaria. (No se le puede enseñar porque aún no alcanza la etapa de pensamiento formal en su desarrollo cognitivo --según se sabe.)

En la escuela primaria se prepara a los alumnos en aritmética, y se esperaría que la forma de enseñarla los prepare para el álgebra, la cual tiene que esperar la educación secundaria.

Y, sin embargo, el problema está al alcance de un niño de 11 años (bueno, por lo menos en teoría). Por ejemplo, lo puede resolver por tanteos: se propone al cantidad recibida y se verifica si cumple la condición del "doble que". Pero ese método tampoco es enseñado, pues se cree que es un método natural de resolverlo.

Otra forma de resolverlo es diagramático --el cual sí se enseña en Singapur. Sería más o menos como sigue:

Los datos del enunciado se representan gráficamente (la representación gráfica ayuda al razonamiento).

Se agrega al diagrama la cantidad recibida --la cual no se sabe cuánto es pero... Una vez teniendo el diagrama ya se puede razonar sobre él. Y se puede usar el método del "número escondido": la cantidad recibida más 2 es 5, por tanto la cantidad recibida es 3.

Entre lo concreto y lo abstracto está el diagrama

Todo mundo está de acuerdo en que, en el desarrollo cognitivo de los niños, primero es lo concreto y después lo abstracto. Pero intermedio entre esas dos formas de razonar está el razonamiento diagramático. Y el método Singapur de resolución de problemas razonados le apostó a esa hipótesis (clásica pero poco apreciada). El lema del currículum de la educación matemática básica en Singapur refleja esa apuesta: concreto, pictórico, abstracto.

Nota geográfica y económica: Singapur es un pequeño país en el extremo sur de la península de Malasia, sin ser parte de ésta pues es una isla --de hecho son varias islas. Añadiré que, de acuerdo a su economía, es uno de los "cuatro tigres asiáticos" --siendo los otros tres Korea del Sur, Hong Kong y Taiwan.

Ilustración del razonamiento diagramático

Ya en otra ocasión había escrito un post sobre razonamiento diagramático y el método Singapur

En esta ocasión voy continuar ese post, ilustrando el método diagramático de Singapur con algunos problemas razonados. Voy a resolver el más difícil y los restantes se quedan como un ejercicio para el lector.

Problema 1 (edades desfasadas): Beto tiene el doble de la edad que Sandra tenía cuando Beto tenía la edad que ahora tiene Sandra. Cuando Sandra tenga la edad que ahora tiene Beto, la suma de sus edades será 45 años. Calcular la edad de Sandra.

Solución diagramática


(Hay que saber que la diferencia de edades se mantiene constante en el tiempo.) Sea d la diferencia de edades y representemos con b la edad de Beto y con s la edad de Sandra.

Desplazando las edades de Sandra y Beto d años hacia el pasado, se hace evidente que Beto tiene 4d años.

Desplazando las edades d unidades hacia el futuro, se puede ver que 5d+4d=45. Es decir, d=5. Por tanto, Beto tiene 20 y Sandra 15.

Problema 2 (suma y diferencia): Las edades de Beto y Sandra suman 35 años, y su diferencia es 5. Calcularlas.

Problema 3 (la mula y el burro): Le dice el burro a la mula "si me ayudaras con 10 ladrillos llevaríamos la misma carga". Y la mula le contesta "si tú me ayudaras con 10 llevarías el doble que yo." Calcular los ladrillos que lleva cada uno.

Problema 4 (Padre e hijo): El padre es 45 años mayor que su hijo. En 6 años éste tendrá la cuarta parte de la edad de su padre.

Problema 5. Dos números suman 60, y el mayor es cuatro veces el menor.

Problema 6. Alex tiene 48 pesos más que Arturo y éste la séptima parte de loque Alex tiene. 

Se invita al lector a intentar resolver los problemas en el post Razonados de álgebra sin álgebra utilizando el método Singapur.

Tomado de:

Mate Tam

Problemas razonados de álgebra... sin álgebra

El problema de edades del post de las 11 preguntas de ENLACE se puede responder sin álgebra, es decir, sin manipulacones algebraicas. Este hecho me llevó a redactar el presente post, el cual puede ser de alguna utilidad para los adolescentes interesados en las matemáticas. El post presenta varios problemas razonados clásicos. Las soluciones aquí presentadas representan una curiosidad de razonamiento lógico, basado en inferencias a partir de los datos y manteniendo la simbolización a un mínimo. 

1. El padre tiene 20 años más que su hijo. Dentro de 12 años tendrá el doble que su hijo. ¿Qué edad tienen?

Solución

Puesto que la diferencia de edades no cambia con los años, entonces 20 es igual a la edad del hijo más 12. Es decir, el hijo tiene 8 y el padre 28.

2. Las edades de un matrimonio suman 62 años. Cuando se casaron,  hace 10 años, la novia tenía 3/4 de la edad del novio. ¿Qué edad tienen?

Solución

Hace 10 años sus edades sumaban 42, lo cual es equivalente a 7/4 de la edad del novio. Es decir, un cuarto de la edad del novio era 6 años. De aquí que tenían 18 y 24. Por tanto, actualmente tienen 28 y 34. (Otra forma: si hubiesen tenido la misma edad en la boda, sería 21; por tanteos se llega a que tenían 18 y 24, etc.)

3. Hace 6 años el padre tenía 4 veces la edad del hijo. Dentro de 10 tendrá el doble. ¿Qué edad tienen?

Solución

La diferencia de edades hace 6 años era 3 veces la edad del hijo. Dentro de 10 esta diferencia será la edad del hijo. Pero la diferencia es constante. Por tanto, si h era la edad del hijo hace 6 años, 3h=h+16. Es decir, el hijo tenía 8 hace 6 (y el padre 32). Así que ahora tiene 14 y el padre 38.

4. Tres enteros consecutivos suman 204. Encuéntralos.

Solución

Si fueran iguales sería el 68. Pero son consecutivos. Por tanto son los consecutivos 67, 68, 69.

5. El perímetro de un cuadrado es el triple de otro cuyos lados miden 8 unidades menos. Calcular el lado de cada uno.

Solución

El perímetro del grande tiene 32 unidades más que el del pequeño y es el triple que el de éste. Por tanto, p+p+32=4p. Es decir, el perímetro del pequeño es de 16 unidades (pues 32 tiene que ser 2p). La respuesta es entonces 4 y 12.

6. Hace 12 años el padre tenía cuatro veces la edad del hijo y dentro de 12 su edad será solamente el doble ¿cuántos años tienen?

Solución

Hace 12 años la diferencia de edades era 3 veces la edad del hijo, y dentro de 12 años tal diferencia será la edad del hijo. Pero la diferencia de edades se mantiene constante. Si h es la edad del hijo hace 12 años, se tiene 3h=h+24. Es decir, la edad del hijo hace 12 años era de 12 y la del padre 48. Por tanto, actualmente tienen 24 y 60.

7. Tres impares consecutivos suman 81. Encuéntralos.

Solución

Si los tres fuesen el mismo sería el 27. Pero son consecutivos. Luego son 25, 27, 29.

8. Descomponer el número 48 en dos sumandos, de tal manera que dividiendo uno entre el otro se obtenga 3 de cociente y 4 de residuo.

Solución

Si una parte entre la otra fuese 3 exacto, entonces las partes serían 36 y 12. Pero sobran 4. Por tanteos se llega a: 37/11=3+4/11 y ya está.

Modelo algebraico: 

La condición se deja modelar como a/b=3+4/b,a+b=48. Este sistema se resuelve fácilmente como sigue:

a=3b+4=48−b

4b=44

b=11,a=37

9. Dos números enteros consecutivos son tales que la mitad del menor más el 

mayor, excede en 13 a  1/5 del menor más 1/11 del mayor. Hállalos.

Solución

Los dos números son enteros. El menor es divisible entre 10 (pues es divisible entre 2 y entre 5). El mayor es divisible entre 11 (pues se habla de 1/11 del mayor). Pero los números son consecutivos. Por tanto los números son 10 y 11 (no hay otra forma de que un número terminado en 0 tenga un consecutivo –y por tanto terminado en 1-- divisible entre 11).

Modelo algebraico:

Sean m y m+1 los números. Entonces la condición se expresa como

 m/2+m+1=13+m/5+(m+1)/11 . 

Lo que sigue es simplificar hasta que la solución sea obvia:

m+2m+2=26+2m/5+2(m+1)/11

3m=24+(1/55)(22m+10(m+1))

3m=24+(1/55)(32m+10)

3(55)m=24(55)+(32m+10)

165m−32m=10[(12)(11)+1]

133m=1330

   m=10,m+1=11

Comentario general sobre los problemas

El último problema demuestra que un planteamiento algebraico directo puede llegar a ser muy tedioso. Sin embargo, tiene la ventaja de que su solución es casi automática --si es que se tiene la habilidad de la manipulación algebraica y no se cometen errores. La solución sin álgebra exige extraer conclusiones de los datos. En otras palabras, la solución algebraica exige habilidad de manipulación algebraica, mientras que la solución no algebraica exige razonamiento. 

Por otro lado, la solución algebraica no se salva del razonamiento. Pues en el paso inicial de planteamiento o modelación está presente una habilidad de traducción a símbolos que no se puede hacer de manera automática, y en la interpretación de la solución hay que regresar al modelo inicial para darle un sentido a los resultados numéricos obtenidos en la manipulación algebraica.

En síntesis, la manipulación algebraica de símbolos y el razonamiento se complementan en la solución de un problema razonado (y no son, como muchos creen, o una cosa o la otra, es decir, no son dos opciones para elegir una de ellas). Ambas habilidades son igualmente importantes en la resolución de problemas matemáticos.

No está de más añadir unas palabras sobre el status de los problemas razonados. En primer lugar se debe destacar que no son una invención reciente (como lo atestiguan los problemas del Papiro de Rhind); en segundo lugar, deben verse como acertijos (y no como una aplicación de las matemáticas a la vida real): la pregunta pertinente acerca de un problema razonado no es si es realista, sino si es lo suficientemente interesante para atraer la atención del cognizador.

Ejercicios

1. Dentro de 18 años Manolo tendrá cinco veces la edad que tenía hace dos años. ¿Qué edad tiene ahora?

2. Un tren tiene 8 vagones. Los de primera clase tienen una capacidad de 48 pasajeros, mientras que los de segunda tienen una capacidad de 64. Calcular el número de vagones de segunda si se sabe que la capacidad total del tren es de 480 pasajeros.

3. El ángulo mayor de un triángulo mide 6 veces la medida del más pequeño. El tercer ángulo mide 75 grados. ¿Cuánto miden los otros dos?

Fuente:

Mate Tam

Método Singapur para razonar problemas verbales elementales

Llamo problemas verbales (word problems) a los problemas razonados con los que se introduce (o debería introducirse) el razonamiento matemático en la escuela primaria (en quinto y sexto año por lo menos). Voy a ilustrar el tema con

Un ejemplo

Jenny tiene 7 pesos y su hermana 2. Después de que su madre les da una misma cantidad de pesos Jenny tiene el doble que su hermana. ¿Cuánto recibieron de su madre?

Solución algebraica

Sea x la cantidad recibida de su madre. Entonces, el problema se modela de la siguiente manera: 7+x=2(2+x). Es decir, x=3 --recibieron 3 pesos de su madre.

Elemental ¿no es cierto? Pues sí pero no para un niño de quinto año (11 años). Y ello porque no hay álgebra en aula de primaria. (No se le puede enseñar porque aún no alcanza la etapa de pensamiento formal en su desarrollo cognitivo --según se sabe.)

En la escuela primaria se prepara a los alumnos en aritmética, y se esperaría que la forma de enseñarla los prepare para el álgebra, la cual tiene que esperar la educación secundaria.

Y, sin embargo, el problema está al alcance de un niño de 11 años (bueno, por lo menos en teoría). Por ejemplo, lo puede resolver por tanteos: se propone al cantidad recibida y se verifica si cumple la condición del "doble que". Pero ese método tampoco es enseñado, pues se cree que es un método natural de resolverlo.

Otra forma de resolverlo es diagramático --el cual sí se enseña en Singapur. Sería más o menos como sigue:

Los datos del enunciado se representan gráficamente (la representación gráfica ayuda al razonamiento).

Se agrega al diagrama la cantidad recibida --la cual no se sabe cuánto es pero... Una vez teniendo el diagrama ya se puede razonar sobre él. Y se puede usar el método del "número escondido": la cantidad recibida más 2 es 5, por tanto la cantidad recibida es 3.

Entre lo concreto y lo abstracto está el diagrama

Todo mundo está de acuerdo en que, en el desarrollo cognitivo de los niños, primero es lo concreto y después lo abstracto. Pero intermedio entre esas dos formas de razonar está el razonamiento diagramático. Y el método Singapur de resolución de problemas razonados le apostó a esa hipótesis (clásica pero poco apreciada). El lema del currículum de la educación matemática básica en Singapur refleja esa apuesta: concreto, pictórico, abstracto.

Nota geográfica y económica: Singapur es un pequeño país en el extremo sur de la península de Malasia, sin ser parte de ésta pues es una isla --de hecho son varias islas. Añadiré que, de acuerdo a su economía, es uno de los "cuatro tigres asiáticos" --siendo los otros tres Korea del Sur, Hong Kong y Taiwan.

Ilustración del razonamiento diagramático

Ya en otra ocasión había escrito un post sobre razonamiento diagramático y el método Singapur

En esta ocasión voy continuar ese post, ilustrando el método diagramático de Singapur con algunos problemas razonados. Voy a resolver el más difícil y los restantes se quedan como un ejercicio para el lector.

Problema 1 (edades desfasadas): Beto tiene el doble de la edad que Sandra tenía cuando Beto tenía la edad que ahora tiene Sandra. Cuando Sandra tenga la edad que ahora tiene Beto, la suma de sus edades será 45 años. Calcular la edad de Sandra.

Solución diagramática

(Hay que saber que la diferencia de edades se mantiene constante en el tiempo.) Sea d la diferencia de edades y representemos con b la edad de Beto y con s la edad de Sandra.

Desplazando las edades de Sandra y Beto d años hacia el pasado, se hace evidente que Beto tiene 4d años.

Desplazando las edades d unidades hacia el futuro, se puede ver que 5d+4d=45. Es decir, d=5. Por tanto, Beto tiene 20 y Sandra 15.

Problema 2 (suma y diferencia): Las edades de Beto y Sandra suman 35 años, y su diferencia es 5. Calcularlas.

Problema 3 (la mula y el burro): Le dice el burro a la mula "si me ayudaras con 10 ladrillos llevaríamos la misma carga". Y la mula le contesta "si tú me ayudaras con 10 llevarías el doble que yo." Calcular los ladrillos que lleva cada uno.

Problema 4 (Padre e hijo): El padre es 45 años mayor que su hijo. En 6 años éste tendrá la cuarta parte de la edad de su padre.

Problema 5. Dos números suman 60, y el mayor es cuatro veces el menor.

Problema 6. Alex tiene 48 pesos más que Arturo y éste la séptima parte de loque Alex tiene. 

Tomado de:

Mate Tam

Nuevas maneras de multiplicar y de dividir

Que los más jóvenes hablen de cuestiones que los adultos no comprenden, no es nuevo. Pero cuando lo más básico cambia, no queda más remedio que volver a la escuela. 

Dividir y multiplicar ya no es lo mismo. Los métodos que tradicionalmente se enseñaban en los colegios están siendo reemplazados.

Al parecer, los modernos hacen que las matemáticas sean más fáciles para los niños, pero dejan a los adultos completamente confundidos.

Rob Eastway, coautor del libro "Matemáticas para mamás y papás", le trata de explicar a los lectores de la BBC qué está pasando.

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Yo solía pensar que tenía una buena comprensión de las matemáticas... hasta que mi hija empezó a ir a la escuela primaria. Fue entonces cuando descubrí una revolución tuvo lugar en la manera en que se enseña aritmética, y que había técnicas y terminología que no significaban nada para mí.

Déjeme darle una idea. En las escuelas primarias, los niños trabajan con líneas de números, rellenan diagramas de Carroll y calculan utilizando el método de "rejilla" y algo que lleva el peculiar nombre de "fragmentación".

Decidí investigar de qué estaba pasando.

Sin ábaco ni calculadora... el nuevo método promete que se puede llegar al resultado con la mente.

Lo primero que entendí fue que en la escuela yo fui uno de los afortunados. Era bueno con los números, así que el aprendizaje de las técnicas tradicionales de la multiplicación y la división no representaban ningún problema.

Pero para una enorme proporción de los niños, estas técnicas eran una tarea sin sentido. Si uno le pide a la mayoría de los adultos de hoy para llevar a cabo una multiplicación o una división larga, se quedan en blanco.

Quizás en algún momento sabían cómo hacerlo, pero ya no se acuerdan. Y de todos modos, para eso están las calculadoras, ¿no?

El tema de las calculadoras es importante. Muchas de las técnicas que nos enseñaron datan del siglo XIX, cuando se necesitaba un gran número de empleados para realizar los cálculos cotidianos a mano. Hoy en día, las calculadoras puede hacer estas tareas mucho más rápido.

Pero eso no quiere decir que no necesitamos saber manejar los números.

Para entender la vida

La esperanza es que con el nuevo método, menos gente le tenga miedo a las matemáticas.

Estamos inundados por los números todo el tiempo, ya sea porque alguien nos está tratando de vender un plan de teléfono móvil o un político nos está tratando de convencer de que su programa económico es el mejor. Como sociedad tenemos que darle sentido a estos números, si queremos gestionar con éxito nuestras vidas.

No todos tenemos que ser capaces de multiplicar 27 x 43 sin lápiz y papel? Pero sí necesitamos saber que el 27 x 43 es de aproximadamente 30 x 40, y que esto es más o menos 1.200. Así, llegar a comprender bien los números es la base de los nuevos métodos modernos.

Una de las técnicas adoptadas es el método de la rejilla para la multiplicación, que está vinculado a un método visual que muchos niños encuentran más fácil de entender.

En la siguiente guía podrá recordar cómo se multiplicaba de la manera tradicional y luego verá una introducción al método de la rejilla.

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BBC Ciencia