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16 de marzo de 2022

Matemática: ¿mas razonamiento o mas ejercicios a mano?

Llega un momento momento en el que un estudiante, con lápiz y papel y cansado de despejar la X en sus ejercicios diarios, levanta la mano y pregunta: “¿Y esto para qué me sirve?”. 

Países como Canadá han transformado la enseñanza de las matemáticas, dedicando menos tiempo a la repetición de ejercicios a mano para dar más espacio a la reflexión y al razonamiento sobre cómo resolver problemas cotidianos empleando matemáticas. 

España realizara algo similar en su curso 2022-2023.

Los ejercicios a mano repetitivos son usuales en primaria con las 4 operacioes básicas y en secundaria con los llamados castillos de fracciones, operaciones con radicales o con polinomios. 

“No es que los alumnos no tengan que aprender a hacerlo, sino que una vez que entienden el mecanismo ya pueden usar una calculadora o aplicación, y todas esas horas de clase que ahora se destinan a operaciones mecánicas y repetitivas se pueden emplear en razonar sobre para qué y por qué se usan esas fórmulas”, apunta Luis Rodríguez, presidente de la comisión de educación de la Real Sociedad Matemática Española (RSME).

Luis Rodriguez es coautor de Bases para la elaboración de un currículo de Matemáticas en Educación no Universitaria un documento que  recoge las corrientes actuales de la didáctica de las matemáticas que se encuentran en el informe PISA ―elaborado por la OCDE―, en documentos del Ministerio de Educación de Ontario ―que concentra el 40% de la población de Canadá―, del National Council of Teachers of Mathematics (la federación de profesores de Matemáticas) de Estados Unidos, o del Freudenthal Institute de la Universidad de Utrecht ―que debe su nombre a Hans Freudenthal, uno de los padres de la didáctica matemática moderna, la llamada matemática realista―. 


“Dedicar menos tiempo a la repetición de algoritmos es un cambio importante que se debe contemplar en la reforma curricular”, señala el informe del Cemat, que aglutina a todas las sociedades científicas y matemáticas de España, que por primera vez se han puesto de acuerdo para sentar las bases de cómo rediseñar la asignatura. “Menos tiempo para memorizar procedimientos con el objetivo de que adquieran sentido crítico y sean capaces de comunicar y argumentar con lógica”. 


El aprendizaje de las matemáticas, defienden los autores, tiene que ir ligado a experiencias que resulten significativas para el alumno.


En el modelo actual las clases empiezan con definiciones de nuevos conceptos matemáticos para después realizar infinitud de operaciones. 


El cambio plantea partir de situaciones problemáticas que conecten con los intereses de los estudiantes. 

Antonio Moreno, profesor de didáctica de las matemáticas de la Universidad de Granada pone un ejemplo. “Normalmente, a los alumnos se les pide que calculen la media y la desviación típica de unas cantidades, sin mucho contexto. Si en lugar de hacerlo así les preguntamos quién creen que es el mejor jugador de la NBA basándose en datos estadísticos, van a conectar con lo que están haciendo”. Un alumno puede decantarse por el jugador con más triples por partido, mientras que otro puede sostener que la desviación de ese jugador es mayor; ha tirado más veces, pero también ha fallado más. 


Esa es también otra de las novedades, pasar de un modelo basado en las actividades individuales a otro en el que se generen discusiones y debates, porque “la interacción evoca la reflexión”.


La regla de tres es otro ejemplo de cómo se memoriza un proceso sin entenderlo bien. “Tienes tres números y tienes que calcular un cuarto. Como es un procedimiento sencillo, los alumnos lo aplican aunque no haya proporcionalidad entre las cifras, es un fenómeno que está muy descrito en la literatura científica, un error clásico del alumnado”, señala Luis Rodríguez. 


Un ejemplo. “La mayoría de la gente, ya en la vida adulta, busca en internet y ve que para hacer una paella para seis personas hace falta una paellera de 50 centímetros de diámetro, al querer calcular qué tamaño necesitarían para 12 comensales, hacen la regla de tres y creen que es una 100 centímetros. No es así porque la fórmula para calcular el área de un círculo no sigue esa regla”, expone. La solución sería enseñar a los estudiantes a entender la proporcionalidad.


Otro error extendido en primaria se comete al restringir la enseñanza de la probabilidad a contextos de juegos de cartas y bolas. 


“Hemos detectado un abuso por una parte del profesorado de los ejemplos relacionados con el ámbito de los juegos de azar, esto da una idea deformada porque parece que la utilidad de la probabilidad y la estadística es entender aspectos vinculados al entretenimiento, cuando se pueden usar contextos reales de transmisión de enfermedades o encuestas electorales”, indica el matemático Alfonso Gordaliza.


La otra reforma de calado es que el nuevo currículum contemple el uso de la computación.


Los retos tecnológicos pasan necesariamente por conectar la matemática escolar con la programación.


Utilizar en primaria lenguajes de programación como Scratch o Snap y en secundaria Phyton son algunas de sus sugerencias. 


Por ejemplo, al estudiar los algoritmos, los estudiantes pueden programarlos o mientras aprenden geometría, álgebra o estadística usar programas como Geogrebra, con el que se puede simular figuras geométricas en 3D o crear gráficas. 


Se requiere necesariamente la formación del profesorado; si no, estamos condenados al fracaso”, advierte Onofre Monzó presidente de la Federación Española de Sociedades de Profesores de Matemáticas.


Con información de: El País (España)

4 de diciembre de 2019

Matemática: el misterioso número 6174

6174 parece un número cualquiera. Sin embargo, lleva intrigando a matemáticos y entusiastas de la teoría de los números desde 1949.

¿Por qué?


Pues mira esto tan curioso.

1. Elije cualquier número de cuatro dígitos que esté formado por al menos dos dígitos diferentes, incluido cero, por ejemplo 1234

2. Organiza los dígitos en orden descendente, lo que en nuestro ejemplo quedaría 4321

3. Ahora, organiza el número en orden ascendente: 1234

4. Resta el número más pequeño del número más grande: 4321 - 1234

5. Y ahora repite los tres últimos pasos 

Vamos a hacerlo:
  • 4321 - 1234 = 3087
entonces organizamos los dígitos de 3087 en orden descendente y queda 8730, y en orden ascendente, 0378, y restamos:
  • 8730 - 0378 = 8352
nuevamente, organizamos los dígitos del resultado 8352, y los restamos:
  • 8532 - 2358 = 6174
Una vez más, en orden descendente -7641- y ascendente -1467-, y restamos:
  • 7641 - 1467 = 6174
Como puedes notar, de aquí en adelante no vale la pena seguir, pues sólo repetiríamos la misma operación. 

Tratemos con otro número. ¿Qué tal 2005?:
  • 5200 - 0025 = 5175
  • 7551 - 1557 = 5994
  • 9954 - 4599 = 5355
  • 5553 - 3555 = 1998
  • 9981 - 1899 = 8082
  • 8820 - 0288 = 8532
  • 8532 - 2358 = 6174
  • 7641 - 1467 = 6174
Resulta que no importa con cuál número comiences, siempre llegas a 6174 y a partir de entonces, la operación se repite, con el mismo resultado una y otra vez: 6174.

Kaprekar, un adicto a los números

A esto se le conoce como la Constante de Kaprekar pues quien descubrió la misteriosa belleza de 6174 y la presentó en la Conferencia Matemática de Madrás en 1949 fue Dattatreya Ramchandra Kaprekar (1905-1986), un adicto confeso de la teoría de los números. 

"Un borracho quiere seguir bebiendo vino para permanecer en ese estado placentero. Lo mismo ocurre conmigo en lo que respecta a los números", solía decir.

El artículo completo en: BBC Mundo
 

29 de noviembre de 2019

Stanislas Dehaene: cómo aprende el cerebro y cuál es el método más eficaz

“Todos los niños vienen curiosos. Habría que preguntarse si la escuela no mata esa curiosidad”, planteó Dehaene.


Stanislas Dehaene da clases en el Collège de France y ganó el Brain Prize, considerado como el “Nobel de neurociencia”. Es catalogado como uno de los máximos exponentes en la materia, pero cuando se le pregunta qué es la inteligencia prefiere citar a un colega. “Demis Hassabis, CEO de DeepMind, dice que la inteligencia es la capacidad de transformar informaciones brutas en conocimientos utilizables. Eso, al final y al cabo, es el aprendizaje -agrega él-. implementar herramientas mentales para aplicar a situaciones extremadamente diferentes unas de las otras".

-¿Cuánto hay de innato y cuánto de adquirido?
-La máquina que es nuestro cerebro se basa en muchas cuestiones innatas. Es uno de los grandes descubrimientos de los últimos veinte años. En mi laboratorio también vimos que el cerebro de los niños muy pequeños ya está extremadamente organizado. Desde el nacimiento observamos circuitos cerebrales muy próximos a los que van a tener de adultos. Los bebés ya aplican funciones de muy alto nivel como el sentido de las probabilidades, de los números, del espacio. Nuestro cerebro proyecta sobre el mundo exterior para poder aprender.

-¿Todos los bebés nacen con un punto de partida similar?
-Sí, efectivamente. Los competencias matemáticas o proto-matemáticas ya existen desde los primeros días de nacidos y son idénticas tanto para varones como para mujeres.

-¿Cómo puede ser posible que tengan competencias matemáticas sin ni siquiera haber visto un número?
-Sigue siendo un misterio. Pero el cerebro se autoorganiza, como si fuera un mapeo. Está lo que se llama el GPS cerebral, que es un espacio que está entre el hipocampo y la corteza temporal. En las investigaciones con ratones se ve cómo ellos mapean el espacio. Este circuito ya está presente en el primer día que el ratón empieza a moverse.

-En su libro afirma que el cerebro del niño es superior a cualquier inteligencia artificial.
-Sí, por lo menos por ahora.

-¿Cree que en el algún momento la IA lo va a superar?
-Como hipótesis de base no puedo decir que eso no vaya a suceder. Por el momento les faltan algunos de los pilares de aprendizaje que aplicamos los humanos. Las máquinas hoy usan muchos menos datos para aprender. El cerebro humano descubre regularidades explícitas. Todo aquello que conocemos lo podemos reformular y transmitir. Esto es la base de la educación: somos la única especie que puede autoeducarse.


26 de noviembre de 2019

Hay más de un millón de jóvenes ‘nininis’ en el Perú: ni estudian, ni trabajan ni buscan empleo

Cifras fueron reveladas por el viceministro de Trabajo, Augusto Eguiguren.
 




El viceministro de Trabajo, Augusto Eguiguren, brindó cifras sobre la fuerte presencia de los ‘nininis’ en el Perú, es decir, jóvenes que ni estudian ni trabajan ni están buscando empleo.


Refirió que hay 1.3 millones de ‘ninis’, pero de ellos el 80%, más de 1 millón, son ‘nininis’. “Esto es preocupante para nuestro país”, señaló hoy Eguiguren durante su participación en el 8vo Congreso de Negocios en la Era Digital, organizado por Seminarium y el IAB.

Eguiguren informó a Gestión.pe que los ‘nininis’ están compuestos en su mayoría por jóvenes entre 18 a 24 años (65.7%), mujeres (70%), y el 74.3% de ellos cuenta con un nivel educativo básico completo a superior completo.

Asimismo, refirió que la principal razón para ser un 'ninini’ y no buscar trabajo (75%) -excluyendo el estudio de algún curso de educación básica regular o superior- es la ocupación en quehaceres del hogar. Tener hijos aumenta la probabilidad de ser un ninini, en el caso de las mujeres, en un 30%.

Fuente: Gestión (Perú) 
 

¿Qué son los números imaginarios?


En la Italia renacentista de comienzos del siglo XVI uno de los espectáculos callejeros más populares en la ciudad universitaria de Bolonia eran los duelos. Pero no solo los de espadas. También había combates puramente intelectuales.

Se trataba de desafíos matemáticos, en los que dos o más expertos batallaban por encontrar la solución a un problema. El duelo se llevaba a cabo en plazas públicas y era seguido por miles de habitantes.

Fue en esta época que algunos matemáticos italianos se empezaron a dar cuenta de que algunas ecuaciones eran imposibles de resolver. 

En particular, aquellas cuya resolución requería calcular la raíz cuadrada de números negativos.
Como quizás recuerdes de la escuela, los números negativos no tienen raíces cuadradas: no hay un número que, cuando se multiplica por sí mismo, da un número negativo. 
 
Esto se debe a que los números negativos, cuando son multiplicados, siempre producen un resultado positivo. Por ejemplo: -2 × -2 = 4 (no -4).

Pero los matemáticos Niccolo Fontana (alias Tartaglia) y Gerolamo Cardano se dieron cuenta de que si permitían la existencia de raíces cuadradas negativas, podían resolver ecuaciones verdaderas -o con "números reales", como se conoce a los números que poseen una expresión decimal-.

La "unidad imaginaria" o "i" es la raíz cuadrada de -1, un número que fue inventado en el siglo XVI en Italia. >

Fue así como crearon una unidad nueva, imaginando la raíz cuadrada de -1 (o √-1 en términos matemáticos).

En 1573 otro matemático renacentista, Rafael Bombelli, explicó cómo funcionaba la aritmética con este nuevo concepto, en una obra llamada "Álgebra".

Allí señaló que la unidad nueva no era positiva ni negativa y, por lo tanto, no obedecía las reglas habituales de la aritmética.

Por cerca de un siglo muchos pensadores rechazaron esta nueva idea, llamando a esta unidad inventada "ficticia, imposible o sin sentido".

Uno de los detractores fue el filósofo francés René Descartes, quien en su obra "La Géométrie" (1637) bautizaría a la invención con el término despectivo de "números imaginarios".

i

Pasarían muchas décadas más para que los matemáticos empezaran a aceptar a estos números imaginarios, que desafiaban la lógica, como algo válido y genuino.

En 1707, otro francés, Abraham de Moivre, relacionó los números imaginarios con la geometría, logrando así usar esta disciplina para resolver complejos problemas algebraicos.

Setenta años más tarde, los números imaginarios tendrían finalmente su propio símbolo: i (gracias al matemático suizo Leonhard Euler).

Y su uso permitiría extender el sistema de números reales (R) al sistema de números complejos (C), donde se combinan números reales con números imaginarios.

Quizás todo esto suena como algo completamente abstracto y sin utilidad real, que solo podría interesarle a intelectuales que viven en el mundo de las ideas, pero esa está lejos de la realidad.

En el siglo XX, los números imaginarios empezaron a tener muchos usos prácticos, permitiendo a ingenieros y físicos, entre otros, resolver problemas que de otra forma no hubieran tenido solución.

Telecomunicaciones

Hoy estos números imaginarios y complejos están detrás de algunas de las tecnologías más esenciales que usamos.

Resultaron especialmente valiosos cuando se inventó la electricidad, ya que son muy útiles para analizar cualquier cosa que se expresa en ondas (como las ondas eléctricas).
La ingeniería eléctrica utiliza números complejos, en los que "i" es usado para indicar la amplitud y la fase de una oscilación eléctrica.


Sin estos números, no se hubiera podido desarrollar las telecomunicaciones. No existiría la radio, la televisión e internet y hoy no estarías leyendo esta nota en tu computadora, tablet o celular.
Los números imaginarios también permitieron todo tipo de desarrollos tecnológicos y científicos, desde el radar y el GPS hasta la resonancia magnética y las neurociencias.

La física cuántica reduce todas las partículas a formas de onda, lo que significa que los números complejos son fundamentales para comprender ese extraño mundo.

No sólo podrían ser clave para el futuro, sino que algunos creen que eventualmente podrían servir para responder una de las grandes incógnitas que siguen dejando perplejos a los científicos: ¿qué pasó antes del Big Bang y cuándo empezó realmente el tiempo?

¿En serio?

La clásica teoría general de la relatividad de Albert Einstein vinculó el tiempo con las tres dimensiones espaciales con las que todos estamos familiarizados (arriba-abajo, izquierda-derecha y adentro-afuera), creando un "espacio-tiempo" cuatridimensional en el que el tiempo solo puede avanzar. 

Una teoría brillante, pero cuando se aplica a la creación del Universo surgen problemas.
Pero si invocas la teoría cuántica y le agregas algo de tiempo imaginario y todo empieza a cobrar sentido... al menos para los cosmólogos. 

El tiempo imaginario se mide en números imaginarios y, a diferencia del tiempo real, puede avanzar y retroceder como una dimensión espacial adicional.
Y eso le da al Big Bang un momento para comenzar.

Fuente: BBC Mundo


22 de noviembre de 2019

Teoría de Dunbar: ¿podemos tener más de 150 amigos?

Robin Dunbar estableció que todo ser humano, en priomedio, popdría tener 150 amistades, ¿es esto posible en una sociedad hiperconectada como la actual?

A través de sus estudios de primates no humanos, el antropólogo británico Robin Dunbar llegó a la conclusión de que había una relación entre el tamaño del cerebro y el tamaño del grupo con el que nos vinculamos.

El experto concluyó que el tamaño de la neocorteza, la parte del cerebro asociada con la cognición y el lenguaje, en relación con el cuerpo, está relacionado con el tamaño de un grupo social cohesionado.

Esta relación limita la complejidad que puede manejar un sistema social.

Dunbar y sus colegas aplicaron este principio básico a los humanos, examinando datos psicológicos, antropológicos, ya fuera históricos como contemporáneos, sobre el tamaño de los grupos, incluida la forma en que los grandes grupos se forman antes de separarse o colapsar.

El resultado fue que encontraron notable consistencia alrededor del número 150.


Una persona tiene en torno a 150 amigos en total

¿De dónde viene?

Según Dunbar y muchos investigadores en los que influyó su teoría, esta regla de 150 es cierta para las primeras sociedades de cazadores-recolectores, así como para una sorprendente variedad de agrupaciones modernas: oficinas, comunas, fábricas, campamentos, organizaciones militares, pueblos… e, incluso la lista para la celebración de la Navidad.

Sus conclusiones indican que si un grupo excede 150 personas, es poco probable que dure mucho o sea coherente.

Pero 150 por sí solo no cuenta toda la historia. Otros números también son decisivos dentro de la hipótesis del cerebro social, que es como se conoce la teoría de Dunbar.

De acuerdo con ésta, el círculo más estrecho de nuestras relaciones humanas tiene cinco personas: nuestros seres más queridos o cercanos.
A estos, le siguen varias capas sucesivas:
  • 15 buenos amigos
  • 50 amigos
  • 150 contactos significativos
  • 500 conocidos
  • 1.500 personas que puedes reconocer
Las personas migran dentro y fuera de estas capas, pero la idea es que cada persona mantiene sus relaciones en esos límites.

Por supuesto, esos números realmente representan un rango. Los extrovertidos, según el autor, tienden a tener una red más amplia, aunque con relaciones menos intensas, mientras que los introvertidos se concentran en un grupo más pequeño de contactos muy cercanos.

Las mujeres, por su parte, generalmente tienen un poco más de contactos en las capas más cercanas.

Lea el artículo completo en:

BBC Mundo

10 de junio de 2019

Las abejas saben contar desde cero

Las abejas saben contar desde cero.


Muchos animales saben contar. Mejor dicho, muchos animales saben ordenar mentalmente cantidades diferentes, por ejemplo de comida o de otros animales con los que compiten. Su supervivencia depende de ello. Los chimpancés, en algunos casos, hacen estos cálculos más rápido que las personas. Pero son pocos los animales que empiezan a contar desde cero, o sea, los que entienden que nada tiene un valor numérico por debajo de la unidad. Al menos eso piensan los científicos, que hasta ahora solo habían identificado esta habilidad en delfines, loros, simios y en humanos mayores de cuatro años. Un estudio publicado hoy en Science demuestra que las abejas se suman a este selecto grupo.

Para poner a prueba a los insectos, varios investigadores de Australia y Francia entrenaron a dos grupos de abejas. Sobre una pantalla rotatoria, los científicos colocaron parejas de cartas blancas estampadas con dos, tres, cuatro o cinco figuras geométricas negras —como naipes—. En un grupo, las abejas recibieron una recompensa dulce al posarse sobre las cartas con el mayor número de figuras. En el otro, la recompensa estaba asociada al valor menor. Cuando los animales aprendieron las reglas del juego, los científicos introdujeron dos elementos nuevos: el naipe en blanco (cero) y el naipe de una sola figura geométrica (uno). Las abejas entrenadas para buscar los valores más pequeños fueron capaces de extrapolar la regla y volar hacia el naipe vacío en lugar del naipe con la figura. “Demuestran comprensión de que el conjunto vacío es más pequeño que el uno, lo cual es difícil para otros animales”, escriben los autores en Science, aludiendo a estudios previos con loros y chimpancés. En una ampliación del experimento, los insectos también escogieron el cero en lugar de los naipes con los que ya habían entrenado u otros con figuras geométricas nuevas.


1 de mayo de 2019

Emmy Noether, la fundadora del álgebra moderna

La alemana fue en 1932 la primera conferenciante plenaria en un Congreso Internacional de Matemáticos. Sesenta años más tarde fue invitada la segunda, Karen Uhlenbeck, recientemente galardonada con el Premio Abel.


El álgebra es una de las áreas fundamentales de las matemáticas, junto con el análisis, la geometría, la topología o la probabilidad. Es la disciplina que se dedica al estudio de los conjuntos (es decir, colecciones de elementos), sus operaciones y sus propiedades, y hoy en día abarca numerosos enfoques. No obstante, hasta hace poco más de un siglo, el álgebra se limitaba básicamente a resolver ecuaciones polinómicas (como 7x³ +2x² - 3x + 8 = 0). Durante los últimos 150 años el álgebra ha experimentado un desarrollo espectacular, gracias al trabajo de un buen número de matemáticos como Evariste Galois, David Hilbert, Ernst Kummer, Bernhard Riemann, Felix Klein, Paul Gordan o Richard Dedekind. Sin embargo, el impulso definitivo vino de la mano o, mejor dicho, de la mente, de una mujer: Emmy Noether.

Noether nació en 1882 en Baviera (Alemania), en el seno de una familia en la que las matemáticas estaban muy presentes: su padre, Max Noether, era profesor de la materia en la Universidad de Erlangen-Nuremberg, y la visita a su domicilio de algunos de sus colegas era habitual. Pese a ello, durante su niñez y juventud, Emmy Noether no mostró un especial interés por las ciencias. En su lugar, se dedicó principalmente al estudio de idiomas, con la idea de ser maestra en alguna escuela femenina.

En 1900 se matriculó en estudios de historia e idiomas en la Universidad de Erlangen-Nuremberg. Era una de las dos únicas mujeres entre sus casi 1000 alumnos, y para asistir a cada una de las clases necesitaba un permiso especial previo del profesor a cargo de la misma. Sin embargo, Noether fue cambiando poco a poco sus intereses. Primero, comenzó a asistir a clases de astronomía y a partir de 1904 aparece matriculada oficialmente en estudios de Matemáticas.

En 1908 defendió su tesis bajo la dirección de Paul Gordan en la llamada teoría de invariantes, que estudia objetos que quedan fijos tras aplicarles una transformación algebraica. Rápidamente Noether se convirtió en una reputada experta en este campo que en aquellos años estaba en auge ya que servía para explicar algunos aspectos matemáticos de la teoría de la relatividad de Einstein. En ese sentido, cabe destacar el Teorema de Noether, que determina la relación entre leyes de conservación físicas y los invariantes del sistema.

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