2ª parte

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01.01.2014 Views

42 Didáctica de la relatividad aditivo-ordinal y de los números enteros 5.- ¿Qué tienen que ver los signos que anteceden a los números enteros con los signos de las operaciones de adición y sustracción?; ¿significan lo mismo?, ¿son diferentes? 6.- ¿Sumar números naturales es la misma operación que sumar números enteros? 7.- ¿Porqué no tiene sentido en algunos casos sumar o multiplicar temperaturas?; ¿qué sentido tiene que si multiplico dos deudas obtenga como resultado una fortuna? 8.- ¿Porqué es tan difícil encontrar un ejemplo práctico de la multiplicación de números enteros como ley de composición interna? 9.- ¿Hay algún campo, algún modelo con significado concreto, alguna situación cotidiana y real en la que se puedan ver claramente los números enteros con todas sus propiedades? 10.- ¿Construcción formal?; ¿situaciones concretas de aplicación?; ¿qué aspectos habría que considerar?; ¿cómo secuenciarlos?; ¿en qué niveles? 11.- ¿Porqué cometen los alumnos errores sistemáticos en la resolución de problemas en los que intervienen los números con signo?; ¿cuál es la naturaleza y el origen de dichos errores? 12.- ¿Son correctos los ejemplos y situaciones problemáticas que se utilizan en el tratamiento didáctico usual de los números enteros?; ¿hay diferencias entre ellos?; ¿cuáles son esas diferencias?. Ejercicios 1.1.a.- Elaborar una lista de las situaciones incluídas en el relato anterior que puedan servir como ejemplos de números positivos y negativos. Completar la lista con otras situaciones. 1.1.b.- Redactar un relato similar al anterior suponiendo el caso contrario, es decir, si todo lo realizado o vivido por el profesor en los días indicados hubiera sido “positivo”. 1.1.c.- Realizar una primera reflexión sobre los doce interrogantes, intentando dar una respuesta provisional a los mismos (al final del capítulo volveremos sobre ellos para comprobar la evolución de las ideas y conocimientos al respecto). 1.2. Terminología En el texto del apartado anterior hemos empleado la terminología usual del lenguaje común escrito, en el que puede haber varias formas de expresar una misma cantidad, medida o número. En este sentido distinguiremos entre la expresión en lenguaje común y la expresión matemática, en la que unificamos la terminología utilizando el mismo símbolo (en nuestro caso un elemento del conjunto: Z = [. ., -2, -1, 0, +1, +2, . .]) para traducir al lenguaje matemático distintas expresiones en lenguaje común sobre la misma idea o hecho puntual (Ejemplo: al resolver un problema o ejercicio, escribimos +8 para expresar matemáticamente cualquiera de las siguientes expresiones en lenguaje verbal o escrito: “+8 ºC”, “una temperatura de +8 ºC”,“una temperatura de 8º”, “8º sobre cero” o “una temperatura positiva de 8º”). Por el contrario, la expresión matemática no hace referencia a contexto, medida o situación particular alguna, por lo que no es posible la traducción en sentido inverso si no se dispone de más información. Así, -3 podría ser la representación en lenguaje matemático de expresiones en lenguaje común tan diferentes como: “el ascensor ha bajado tres pisos”, “un saldo deudor de 3 pesetas” o “he perdido 3 canicas”. Cuando utilizamos la palabra “número” nos referimos a un objeto matemático y utilizaremos la simbolización matemática correspondiente; en otros casos, hablaremos de cantidades, medidas o números adjetivados o dirigidos para referirnos a aplicaciones concretas o particulares de los números. Por otra parte vamos a distinguir entre números enteros (o números relativos en terminología francesa), para referirnos a los elementos del conjunto Z con las cuatro operaciones aritméticas y todas las propiedades de su estructura algebraica (concepto matemático completo), y la idea González Marí, J. L. Segunda Prueba

Didáctica de la relatividad aditivo-ordinal y de los números enteros 43 más general de números positivos y negativos o números con signo, para referirnos a nociones numéricas representadas mediante los numerales positivos y negativos, sin especificar operaciones, propiedades o estructuras. De este modo, cuando los números con signo se refieran a situaciones y fenómenos que se ajustan a la estructura de orden total, a la de semigrupo aditivo o en los que tienen sentido todas las propiedades de la estructura de anillo conmutativo y ordenado, hablaremos de números enteros; en los demás casos hablaremos de números naturales relativos. Esta distinción la hacemos por motivos meramente didácticos, ya que en matemáticas se suelen emplear los números enteros en todas las aplicaciones y modelos que se exponen en el presente capítulo. Por último, es usual, matemáticamente correcto y cómodo representar los números enteros positivos mediante los mismos símbolos que se utilizan para los números naturales. Dicha identificación no se realiza porque ambos tipos de números sean idénticos (la naturaleza, aplicaciones y significados concretos son diferentes), sino porque poseen las mismas propiedades (N y Z+ son conjuntos “isomorfos”). Sin embargo, aunque en el proceso educativo se debe tender a la identificación, puede resultar problemático realizarla prematuramente o no prestarle ninguna atención. No queremos establecer aquí ni el cuando ni el cómo sustituir +3 por 3, entre otras cosas porque depende del enfoque didáctico y de los tipos de situaciones que se utilicen; simplemente queremos llamar la atención sobre la conveniencia de analizar cuál es el momento oportuno para hacerlo y cómo hacerlo. A lo largo del capítulo aparecen indicaciones en tal sentido. Ejercicios 1.2.a.- En los casos en que sea posible, elaborar una relación de expresiones alternativas en lenguaje común que tengan el mismo significado que las que se incluyen en el relato del apartado 1.1, indicando cuál sería en cada caso su representación en lenguaje matemático. 1.2.b.- Analizar y discutir la posibilidad y variedad de expresiones alternativas en lenguaje común para los distintos tipos de situaciones relacionadas con los números con signo. 1.3. Fenomenología de la relatividad aditiva y los números enteros Los números positivos y negativos o números con signo dan significado, son útiles u organizan un amplio conjunto de fenómenos que podemos estructurar en tres grandes apartados: 1) fenómenos relacionados con magnitudes y cantidades relativas o “dirigidas” (campo de la relatividad aditivo-ordinal). Se representan mediante números con signo y verifican tan sólo una parte de las propiedades y estructuras de los números enteros; se pueden clasificar en los tres tipos siguientes: - 1a) basados en la noción de opuestos aditivos (comparaciones y transformaciones aditivas, situaciones duales y medidas naturales relativas (ganancias-pérdidas, ingresos-reintegros, etc); - 1b) basados en la estructura de orden total sin primer ni último elementos (orden de los números enteros) (temperaturas, números índices, cronología, otras escalas, etc.); - 1c) basados en la estructura de grupo aditivo y ordenado de los números enteros (adición y orden) (saldos bancarios, puntuaciones en el juego del golf, etc.); 2) fenómenos matemáticos, de entre los que podemos destacar una parte de la aritmética, las manipulaciones algebraicas (ecuaciones, polinomios), cálculo (áreas negativas, integración), geometría (coordenadas), funciones trigonométricas, estadística (desviaciones, correlación), etc.; 3) fenómenos de aplicación de las matemáticas a otros campos, tales como: mecánica, cinemática (distancias, velocidad y tiempo, presiones), electricidad, magnetismo, óptica o economía. Los números que caracterizan a los tipos de situaciones 1b, 1c, 2 y 3 son los números enteros. Univer- Didáctica de la Matemática sidad de Málaga

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Didáctica de la relatividad aditivo-ordinal y de los números enteros<br />

5.- ¿Qué tienen que ver los signos que anteceden a los números enteros con los signos de las<br />

operaciones de adición y sustracción?; ¿significan lo mismo?, ¿son diferentes?<br />

6.- ¿Sumar números naturales es la misma operación que sumar números enteros?<br />

7.- ¿Porqué no tiene sentido en algunos casos sumar o multiplicar temperaturas?; ¿qué sentido<br />

tiene que si multiplico dos deudas obtenga como resultado una fortuna?<br />

8.- ¿Porqué es tan difícil encontrar un ejemplo práctico de la multiplicación de números enteros<br />

como ley de composición interna?<br />

9.- ¿Hay algún campo, algún modelo con significado concreto, alguna situación cotidiana y real<br />

en la que se puedan ver claramente los números enteros con todas sus propiedades?<br />

10.- ¿Construcción formal?; ¿situaciones concretas de aplicación?; ¿qué aspectos habría que<br />

considerar?; ¿cómo secuenciarlos?; ¿en qué niveles?<br />

11.- ¿Porqué cometen los alumnos errores sistemáticos en la resolución de problemas en los que<br />

intervienen los números con signo?; ¿cuál es la naturaleza y el origen de dichos errores?<br />

12.- ¿Son correctos los ejemplos y situaciones problemáticas que se utilizan en el tratamiento<br />

didáctico usual de los números enteros?; ¿hay diferencias entre ellos?; ¿cuáles son esas diferencias?.<br />

Ejercicios<br />

1.1.a.- Elaborar una lista de las situaciones incluídas en el relato anterior que puedan servir como<br />

ejemplos de números positivos y negativos. Completar la lista con otras situaciones.<br />

1.1.b.- Redactar un relato similar al anterior suponiendo el caso contrario, es decir, si todo lo<br />

realizado o vivido por el profesor en los días indicados hubiera sido “positivo”.<br />

1.1.c.- Realizar una primera reflexión sobre los doce interrogantes, intentando dar una respuesta<br />

provisional a los mismos (al final del capítulo volveremos sobre ellos para comprobar la evolución<br />

de las ideas y conocimientos al respecto).<br />

1.2. Terminología<br />

En el texto del apartado anterior hemos empleado la terminología usual del lenguaje común escrito,<br />

en el que puede haber varias formas de expresar una misma cantidad, medida o número. En<br />

este sentido distinguiremos entre la expresión en lenguaje común y la expresión matemática, en la<br />

que unificamos la terminología utilizando el mismo símbolo (en nuestro caso un elemento del conjunto:<br />

Z = [. ., -2, -1, 0, +1, +2, . .]) para traducir al lenguaje matemático distintas expresiones en<br />

lenguaje común sobre la misma idea o hecho puntual (Ejemplo: al resolver un problema o ejercicio,<br />

escribimos +8 para expresar matemáticamente cualquiera de las siguientes expresiones en lenguaje<br />

verbal o escrito: “+8 ºC”, “una temperatura de +8 ºC”,“una temperatura de 8º”, “8º sobre cero” o<br />

“una temperatura positiva de 8º”). Por el contrario, la expresión matemática no hace referencia a<br />

contexto, medida o situación particular alguna, por lo que no es posible la traducción en sentido<br />

inverso si no se dispone de más información. Así, -3 podría ser la representación en lenguaje matemático<br />

de expresiones en lenguaje común tan diferentes como: “el ascensor ha bajado tres pisos”,<br />

“un saldo deudor de 3 pesetas” o “he perdido 3 canicas”.<br />

Cuando utilizamos la palabra “número” nos referimos a un objeto matemático y utilizaremos la<br />

simbolización matemática correspondiente; en otros casos, hablaremos de cantidades, medidas o<br />

números adjetivados o dirigidos para referirnos a aplicaciones concretas o particulares de los<br />

números. Por otra <strong>parte</strong> vamos a distinguir entre números enteros (o números relativos en terminología<br />

francesa), para referirnos a los elementos del conjunto Z con las cuatro operaciones aritméticas<br />

y todas las propiedades de su estructura algebraica (concepto matemático completo), y la idea<br />

González Marí, J. L.<br />

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