Representació de fraccions

Ja ho va dir Henri Poincaré (matemàtic, 1854, 1912): "Només hi ha dos mètodes per a ensenyar fraccions: tallar, encara que sigui mentalment, un pastís, o fer-ho amb una poma". 

Si hagués viscut als nostres dies segurament també hauria fet referència a la pizza. 

Al laboratori de matemàtiques proposem dos materials:  els reglets de Freudenthal, a partir de rectangles, o els cercles de fraccions. Un material i altre es complementen i s'adapten a diferents situacions d'aprenentatge. 

A diferència d'altres materials que proposem (els cubs encaixables, els mosaics) que ens suggereixen activitats molt diverses, el material per representar fraccions serveix per... representar fraccions. Entomem doncs el repte: Amb un material ben "acadèmic" fem propostes ben competencials. Ens servirà per mostrar que la competència matemàtica no té perquè allunyar-se del treball de continguts clàssics. 

Reglets de Freudenthal o "mur de fraccions"

Cercle de fraccions

Per representar i comunicar

Una de les principals diferències que trobarem a l'hora de fer servir el cercle de fraccions o les parts d'un rectangle unitat va lligada a la representació.

El principal avantatge que trobem en els cercles és que les fraccions es veuen de manera intuitiva: la idea d'unitat (el cercle complert) queda implícita a la peça. Si veiem un semicercle a cop d'ull ja sabem que és 1/2. I el mateix amb un quart.  La relacionen amb el rellotge (un quart d'hora, mitja hora), amb pizzes i pastissos...  Pot ser un bon punt de partida. En canvi els rectangles no deixen intuir tan fàcilment quina és la mida de la unitat.

Un dels primers aprenentatges que ens dona el material prové de la seva pròpia construcció: si optem pel cercle us recomanem que partiu de cercles de cartolina o de paper ja retallats. 

- A partir de cercles de colors.... com podem fer la meitat? 

 - Plegant el cercle per la meitat. És fàcil.  

 - I el quart, plegant la meitat per la meitat. 

 - I quines altres fraccions podem fer plegant? 

Després agafem cercles als que haurem marcat els terços. "Quines fraccions podem obtenir ara plegant els terços per la meitat? I si tornem a plegar? Quines fraccions no hem obtingut encara?"

  - Els cinquens

I si ara els demanem a ells que els dibuixin, que els representin gràficament?

Hem vist els avantatges. Però un dels inconvenients dels cercles és la representació a partir dels dibuixos dels alumnes de les fraccions "senars": terços, cinquens, setens..... Us animem a parlar amb ells i donar-li la volta al problema. 

La nostra experiència ens diu que si recordem als alumnes que el logo dels cotxes Mercedes parteix un cercle en terços els facilitem la feina. El reconeixen. I una vegada ens va sorprendre un alumne fent-nos adonar que...els cinquens són com el de Chrysler.  Altres, per dibuixar els cinquens, diuen que pensen en un dibuix d'una persona, amb el cap, i els braços i cames separats.  Van compartint ajudes. 

De totes maneres estarem d'acord en que les dues imatges que us mostrem solen sortir a moltes de les llibretes dels nostres alumnes, a primària i en alguns casos també a cursos més alts. 

Us animem a que en parleu amb ells. Alguns nois i noies us diran que volien fer cinquens, però se n'adonen que al primer "els han sortit" tres quarts i dos vuitens... i al segon han fet quarts a sota i a dalt "els han sortit" sisens.  

La representació del diagrama en rectangles té altres dificultats: 

A partir de la definició escolar més típica (per fer tres setens fem set parts i en pintem tres) el que fan en alguns casos és dibuixar un rectangle de 7 quadrets de la llibreta i pintar-ne 3. Però si després els demanem que representin 3/5... ens podem trobar que facin un nou rectangle de 5 quadradets de llarg... amb 3 quadrets pintats. Representació que fa evident... que als dos casos "hem pintat el mateix" .  

Per tant, si els demanem que representin i comparin les fraccions, hem de tenir molta cura a treballar amb una unitat determinada i fixa en tots els casos. Per això necessitem referències gràfiques fiables. I el material ens les dona. 

Per dotar de contingut el vocabulari específic de les fraccions

Volem fer esment al vocabulari específic relacionat amb les fraccions. els NUMERADORS i els DENOMINADORS. Aprenem el nom de memòria i és fàcil que alguns nois i noies acabin generant nou vocabulari: els denumeradors, o els nominadors, per exemple. El material ens pot ajudar a donar significat als termes. 

Demanem-los, per començar que busquin la peça que representa un quart. Segur que tothom la trobarà sense problema. 

I a continuació, que representin tres quarts. De manera natural se n'adonaran que necessiten 3 peces d'un quart: 

El material ens permet reforçar aquesta idea fent servir diferents peces: agafem els quarts, els sisens, els vuitens... 

I quants n'agafem? Una, tres... I escrivim sempre el nom de les fraccions resultants. 

A partir d'aquí podem conduir converses:  ja tindrem elements per parlar de fraccions. Sortiran expressions com aquestes.

"- Les fraccions unitàries que tenen el denominador més gran representen fraccions més petites, perquè estem repartint en més parts". 

"- Si tenim cinc cinquens, o sis sisens, tenim la unitat completa, perquè seria com partir la unitat en parts iguals i ajuntar totes les parts".

Per argumentar: Comparar fraccions.

Si els demanem comparar dues fraccions ens anirà bé que les hagin manipulat. 

Faran servir diferents arguments. Per exemple: 

  - 4/6 és més gran que 3/7 perquè 4/6  passa de la meitat (que serien 3/6)  i la 3/7 no arriba a ser la meitat de la unitat. 

I si no saben comparar-les o fan servir arguments com que el 4 és més gran que el 3... tornem al material. 

Més endavant podrem aprendre tècniques de càlcul complexes, com passar totes dues a fraccions equivalents del mateix denominador. Però, de la mateixa manera que hem de prioritzar el càlcul mental per davant del càlcul escrit, hem de prioritzar el reconeixement de la fracció, i la comparació a partir d'aquesta idea.  Hem de dotar de "significat" les fraccions, de manera que mentalment puguin dir-nos si una fracció és més gran o més petita que la unitat o més gran o més petita que "la meitat". I compartir aquests significats, petits raonaments, argumentacions senzilles amb els companys del grup. 

Per entendre la idea de fracció d'un nombre. El llibre de miralls. 

Aquesta és una de les activitats que la Maria Antònia Canals proposa als mestres quan van a fer una visita al Gabinet de Materials de Matemàtiques de laUdG, el Gamar

 - Quin es el nombre del què les seves dues cinquenes parts són 14?

Podem respondre aquesta proposta a partir de material? Segur que sí. Necessitem pedretes o fitxes i un llibre de miralls: 

Si dues cinquenes parts són 14, estarem d'acord en que una cinquena part és...

 - Set!

Doncs agafem una cinquena part i posem-hi set pedretes. I amb el llibre de miralls... només ens falta comptar quantes n'hi ha a tot el nombre. 

Si volem facilitar la tasca amb el llibre de miralls podem disposar de fulls amb cercles dibuixats ja dividits en tres, quatre, cinc... parts.

De la mateixa manera podem aprendre a trobar la fracció d'un nombre:  quant són 3/8 de 24? Distribuïm les 24 peces a una unitat partida en vuitens, i només ens queda comptar quantes han quedat situades a tres vuitens. 

Amb dos cigrons a cada vuitè en gastem 16.. Amb 3 cigrons, 24.

Ens pot ajudar molt a il·lustrar el que a classe enunciem com a : dividim 24 entre 8 i multipliquem per 3, perquè serà just el que estarem fent. 

Estirem una nova activitat a partir de l'activitat lliure

A un grup de cinquè a l'Escola Migdia de Girona feien activitats de fraccions amb material. Però sabem que el material té vida pròpia i porta a fer activitats lliures, de joc, que poden portar a crear noves propostes. 

Un alumne, en Narcís Pi, va fer aquesta composició a la seva taula. 

La mestra va preguntar al Narcís i als seus companys quant sumaven les peces. 

La pregunta li va venir al cap per l'activitat de les cares amb reglets, del José Ángel Múrcia (Tocamates), en què els nens i nenes construeixen cares que sumin 100.

I van començar a fer propostes:  - Hi ha 5 cinquens, que són una unitat. Dos vuitens i un quart fan mitja. I 4 vuitens l'altra meitat. Tenim dues unitats i un terç. 

A partir del material podem argumentar, fer conjectures, comprovar. 

Per aprendre a fer preguntes

A partir de la proposta anterior en va sorgir una altra: inventar preguntes a partir de composicions fetes amb el material: 

A partir del material... podem endevinar de quant són les peces negres de la fotografia? 

A partir de cada imatge, digues quines fraccions representa cada color.

Sabent que la tira vermella és la unitat, quant falta per completar la unitat?

A les següents imatges, quant val cada peça? Pots justificar-ho i explicar-ho als companys? 

Quina suma 1?

Una altra activitat interessant a partir dels reglets de Freudenthal és proposar als alumnes un seguit de reglets que, sumats, donin mides properes a la unitat. Quina d'aquestes suma exactament 1? 

Podem demanar-los que justifiquin el ser o no ser la unitat fent servir o no càlcul escrit.

A la proposta anterior podem argumentar que a la tercera tenim tres cinquens i sumant dos dècims també podem obtenir els cinquens que ens falten per completar la unitat. 

També pot servir com a argument que la primera és menor que la unitat perquè tenim mig, un quart i necessitariem un altre quart i el cinquè és menor. 

En canvi per les dues últimes ens serà útil sumar les peces buscant un denominador comú, el 240. En un cas obtenir 238/240 i en l'altre 244/240. Una bona excusa per parlar de la necessitat de ser curosos en les mesures i en el tractament de l'error. 

La segona imatge és un bon exemple de com el 60 és un nombre interessant perquè té un gran nombre de divisors: 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 i 30.  Un homenatge als babilonis i al seu sistema de numeració en base seixanta. 

Una altra opció per plantejar aquesta activitat és proposar que busquin sumes de fraccions que donin 1, comparant la llargada amb el reglet unitat. Ens podem trobar amb casos que aparentment siguin equivalents a la unitat, perquè visualment ho semblen, i ens trobem amb la necessitat de fer la comprovació numèrica. És un forma de posar en evidència la necessitat de comprovar la mesura. Ho podem veure en aquest vídeo de José Ángel Murcia, conegut també com "Tocamates".

Per ensenyar a fer connexions

No hem nascut ensenyades i ensenyats a fer connexions. N'hem d'aprendre, a partir d'exemples i de models. I hem d'aprendre a connectar les fraccions amb els decimals i els percentatges. 

També podem connectar amb la mesura del temps: les hores, els quarts.  I amb la mesura dels angles. Aquest vídeo en parla. 

Però podem anar més enllà. Amb alumnat més gran, els rectangles de fraccions ens permeten fer altres connexions amb les que no estem tan habituats:  si posem les fraccions unitàries en ordre decreixent i unim els punts obtindrem una funció inversa. 

Podem col·locar la foto dels rectangles de fraccions dins dels eixos de coordenades del GeoGebra i representar la gràfica de la funció f(x)=1/x i de la funció f(x)=1/(2x) i fer que quadrin a les cantonades dels rectangles.

Connexions amb la història. Les fraccions egípcies

Tant el quadre de fraccions de Freudenthal com el cercle de fraccions treballen només amb fraccions unitàries, de numerador 1. Per aconseguir les de diferents numeradors composem peces. 

A Egipte ja coneixien i feien servir les fraccions, però sempre i només fraccions unitàries. 

La raó és purament pràctica: les feien servir per fer repartiments i la manera més pràctica de repartir les racions de manera que les parts no quedin massa esmicolades acostuma a ser fent servir fraccions unitàries. 

Suposem que volem repartir 3 pans entre 5 persones. Hi ha diferents formes de fer el repartiment. 

Una seria fer cinc parts de cada unitat, i repartir les 15 parts resultants. 3/5 per a cada persona. 

Una altra consisteix en fer parts el més gran possibles. No podem donar una unitat a cadascú, però podem fer-ne meitats i donar una meitat a cadascú. La meitat que queda la partim en cinc parts: els dècims. A cadascú li ha tocat una meitat i un dècim. 

Si es haguessin de donar els trossos que ens toquen, segurament preferiríem la manera egípcia de fer el repartiment. 

Repartiment en cinquens

Repartiment en fraccions unitàries

Als vídeos de formació del professorat d'Aramat podeu trobar un exemple d'aquests  diferents tipus de repartiment.

I per acabar us recomanem que feu un cop d'ull a una altra activitat a partir de fraccions egípcies que proposen des de l'Institut Baix a Mar de Vilanova i la Geltrú, dins el seu bloc Matemàtiques marines: L'ull d'Horus.

Quadrat de fraccions per donar context al producte de fraccions

Una mica més difícil. Podem visualitzar la divisió de fraccions? 

Finalment, us enllacem a un recull d'applets per treballar amb els materials manipulatius del Laboratori de Matemàtiques, i els vídeos que parlen del material de fraccions.