Cubets encaixables - Patrons i sèries

Els cubets encaixables són un dels materials més polivalents que tenim a matemàtiques i que poden donar peu a molts tipus d’activitats. És d’aquells materials que no hauria de faltar a cap centre, en qualsevol de les marques que el comercialitzen (multilink, policubs, etc.). En aquest article ens centrarem en aquelles activitats que tenen relació amb les seriacions: patrons de repetició, patrons de creixement…

Sèries de tires de colors (EI, CI)


  • Reproduir i inventar sèries

Podem començar presentant tires de cubs de diferents colors, amb sèries més o menys complicades, i proposar que les repliquin. La reproducció d’un model convida a fixar-se en l'estructura de construcció i en les repeticions. Es pot considerar la possibilitat d’incloure alguna o algunes tires que no tinguin patró visible i proposar classificar les sèries en dos grups després d’haver-les reproduït: les que tenen patró o les que no. Podem suggerir aquesta classificació directament o ajudar a que la descobreixin per ells mateixos.

Després es pot demanar que continuïn algunes de les sèries que tenen patró.

Un pas posterior és fer que inventin sèries i intercanviar-les perquè altres companys/es les segueixin.

En tot aquest procés és interessant fer verbalitzar com són aquests patrons: “primer poso un vermell, després dos grocs, després un de verd, i torno a començar, posant un vermell…”

  • Comptar

Amb els més grans podem aprofitar per fer comptatge. Si tenim un mòdul creat podem demanar quantes peces es necessiten de cada color, i si en fem dos, i per fer-ne tres... i dotze, i quinze ...

Amb la taula es fa molt evident el patró multiplicatiu implícit.


  • Fer prediccions

Si limitem la quantitat de cubets a utilitzar, posem-ne deu com a exemple, podem fer predir de quin color serà l’últim cubet d’un patró determinat (proposat o inventat per l’alumne) Es pot preguntar inicialment quan només falten dos cubets, i després per exemple quan en faltin quatre, o cinc... per anar-los portant a buscar maneres de deduir-ho

Aquesta proposta de predicció és pot complicar, al CM o al CS, tot fent preguntes com “de quin color serà la peça 32? I la 123?”. Cadascun buscarà la seva manera d’esbrinar-ho, però queda implícita a la idea del residu de la divisió. Si, per exemple, el patró és de cinc peces el color de la 32 serà el segon del patró i per a 123 el tercer.


  • Descriure i classificar

És una activitat molt lligada a la dimensió de comunicació i representació. Abans hem parlat de verbalitzar la descripció del patró. Ara es tracta de buscar maneres de representar aquest patró. Una forma d’induir a fer-ho és presentar diferents tires amb patrons similars, en quant a l’estructura (1-1, 1-2, 2-3…), però amb colors diferents, per preguntar com les classificariem. És una manera d’abstreure el color de les peces per fixar-se en les característiques numèriques del patró.

Per assegurar la comprensió es pot demanar que facin una tira nova similar, però no igual a un dels models trobats.

Una altra opció, compatible amb l’anterior, és fer descriure (escrivint, dibuixant…) sèries, sense fixar-s’hi en el color concret. Podem deixar que cada alumne busqui la seva forma de representar la sèries i després compartir-les per veure quines són més clares, més sintètiques…

  • Una mica de resum d’aquest apartat

A l’article Les sèries, els patrons. Una oportunitat per a l’educació matemàtica a Educació Infantil de Montserrat Torra podem trobar un resum de les idees i processos activats amb aquestes activitats:

“La recurrència, quan busquen quina estructura de repetició té la sèrie; la inducció, quan es demana que la continuïn; la conjectura, quan es proposa anticipar quina serà la darrera peça; la classificació, quan agrupen les tires semblants; la comunicació d’idees i la representació simbòlica, que ajuden a adonar-se que quan es poden representar dues coses de la mateixa manera és perquè tenen alguna cosa en comú.”

Sèries planes amb formes (CS, ESO)

Les sèries amb formes són més complexes. A diferència de les anteriors, que solen ser de repetició, ara tractarem prioritàriament sèries de creixement.

Podem començar amb sèries que quedin planes sobre la taula. Encara que podem treballar sèries en què hi hagi patrons de forma i color, en els exemples que seguiran ens centrarem només amb les formes. Comencem per una senzilla.

Algunes de les propostes es poden fer a cicle inicial sinó s'arriba a la representació simbòlica

Convé sempre començar demanant quina serà la següent, o següents figures, per confirmar que s’han apropiat del patró.

Després podem suggerir que facin una taula per a recollir resultats de forma ordenada. L’organització en taula ens ajuda a descobrir regularitats numèriques.

No és difícil observar que el total de cubets creix de dos en dos. Tampoc justificar-ho: “cada vegada afegim un cubet a dalt i un altre a sota”.

A partir de la taula podem predir com continuarà sense necessitat de construir les figures (tot i que alguna s’hauria de fer per confirmar que la nostra predicció s’acompleix).

Observar la taula en vertical, però, no ens permet fer salts importants. No és difícil continuar-la fins al cas 10 però sí fins al 47. Per tant ens convé mirar com es pot realitzar el càlcul en horitzontal: com, a partir, del número de sèrie, podem saber el total de cubets. L’alumnat ho pot trobar de formes molt diferents. No cal, a totes les edats, que arribin a escriure una fórmula però si a descriure un càlcul. Ho poden fer de forma retòrica, sintètica o amb fórmula:

    • Exemple retòric: “Multiplico per dos el número i després resto u” o “resto u al número, faig el doble i sumo u”

    • Exemple sintètic: “Númerox2 - 1” o “(Número-1)x2 + 1”

    • Fórmula: “2n-1” o “2(n-1)+1”

És interessant que justifiquin el càlcul que proposen. Es pot fer també retòrica o gràficament.

Aquest és un model de patró, però podem trobar o inventar-ne molts. El web Visual patterns és una bona font d’idees.

Patró 18

Patró 59

Patró 43

Les sèries anteriors són relativament senzilles, perquè si fem taules veiem que el creixement regular és constant i, per tant, molt visible. A les taules anteriors veiem que creixen de 3 en 3, de 4 en 4 i una altra vegada de 3 en 3 (que, a més, és el nombre pel que es multiplica la n). La raó és que són composicions de tires de cubets. Però hi ha altres sèries en les que la forma de calcular no és tan clara perquè intervenen àrees. Vegem-ne una.

Hi ha diferents formes d’abordar aquest problema. Si afegim una columna de diferències observarem que aquesta presenta també una regularitat: podem passar d’un terme al següent sumant un nombre que va canviant cada vegada i que augmenta d’un en un. Així per passar del terme 5 al 6 caldrà sumar 6, per passar del terme 6 al 7 caldrà sumar 7, etc. Podem fer prediccions per avançar a la taula.

Això, com hem vist abans, no ens permet fer salts. Però gran part de l’alumnat pot observar que cada element de la sèrie s’obté sumant tants nombres consecutius com indica el número de sèrie. L’element 15 tindrà tants cubets com sumar el nombres de l’1 al 15 (1+2+3+...+14+15).

Una fórmula més sintetitzada s’obté de muntar un rectangle amb dues peces iguals.

Aquesta visualització ens dona pas a pensar una fórmula (retòrica, sintética o formal) per obtenir el total de cubets de qualsevol element de la sèrie.

D’aquest estil de sèries també podem trobar al web Visual Patterns:

Patró 19

Patró 27

Patró 28

Sèries de formes amb volum (CS, ESO)

Podem començar per sèries a l’espai que siguin combinacions de formes planes. Podem presentar els primers elements de la sèrie, com fins ara, o proposar un model i preguntar la quantitat de cubs necessaris per a casos anteriors, o posteriors, amb mides diferents.

Un exemple molt clàssic i ric és el que es coneix com “la torre” o “la piràmide”. La imatge ens mostra una torre de quatre pisos.

Ja només l’exercici de comptar els cubets que la formen i comparar els diferents mètodes de recompte és molt interessant. La raó és que aquests mètodes ens ajuden a veure com visualitzen la construcció (comptatge un a un, per pisos, mirant les ales i afegint la columna central, per simetries…). Aquesta visualització també porta a diferents formes de generalitzar el recompte per a qualsevol quantitat de pisos.

Una vegada més la construcció de taules ens ajudarà a trobar formes de calcular el total de cubs necessaris per a cada cas.

Aquesta activitat la podeu trobar explicada a l’ARC amb més detall: Quants cubs formen la torre?

Acabem amb algunes imatges de sèries del web Visual Patterns.

Patró 28

Patró 100

Patró 142

Finalment, us enllacem a un recull d'applets per treballar amb els materials manipulatius del Laboratori de Matemàtiques.