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EL CÁLCULO MENTAL (CM) EN TODO EL NIVEL ESCOLAR Pamela Reyes-Santander Universidad de Valparaíso – Ministerio de Educación Chile, Unidad de Currículo – Centro de Investigación Avanzada en Educación, CIAE Universidad de Chile pamela.reyes@uv.cl Resumen Este trabajo tiene como objetivo detallar la noción de CM a nivel escolar. Teniendo presente que hay contenidos matemáticos que se pueden descubrir y hay otros que se deben automatizar, el CM permite una automatización necesaria que permite seguridad en cálculos relacionados con las cuatro operaciones, es la base para las estrategias escritas de cálculo y permite tener un mayor control sobre los resultados entregados por la calculadora. Por estos motivos es necesario implementar el CM y tener algunas alternativas para comenzar con este en nuestras salas de clases. Introducción Las destrezas del cálculo son importantes en la educación matemática y en todos los niveles. En las bases curriculares 2012 (MINEDUC, 2012), se tiene de manera precisa que “a pesar de que existen hoy métodos automáticos para calcular, las destrezas de cálculo, particularmente el CM, son altamente relevantes en la enseñanza básica, pues constituyen un medio eficaz para el desarrollo de la atención, la concentración y la memoria, y originan una familiaridad progresiva con los números, que permite que los alumnos puedan luego “jugar” con ellos.” (págs. 88-89). Más aún, en cada curso, desde el primero al sexto básico hay Objetivos de Aprendizajes (OA) del eje de Números que indican que los niños describen y aplican diferentes estrategias de cálculo, las cuales son mencionadas de manera explícita en el OA de cada nivel. El CM es considerado como una actividad cognitiva reveladora en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las matemáticas (Beishuizen, 1993; Hidalgo, Maroto y Palacios, 1999; Krauthausen, 1993; Ortega y Ortiz, 2002; Selter, 1999; 2000; Wittmann, 1999; Wittmann y Müller, 1990; 1992). Aunque, este tema se ha tratado principalmente en la enseñanza básica, hay indicios de extrapolar estas experiencias a otros niveles escolares (Foxman y Beishuizen, 2002; Lörcher, 1985; 2001; 2002; Mulligan y Mitchelmoren, 1997; Selter, 1995; Wagner, 2006) debido a que muchos estudiantes no dominan las operaciones básicas y presentan problemas en la resolución de problemas debido a errores en operatoria básica. Formas de hacer cálculos mailto:pamela.reyes@uv.cl Se pueden diferenciar cuatro formas de hacer cálculos: cálculo mental, estrategias medio escritas, algoritmos escritos y cálculo con calculadora. Desde el punto de vista de una clase de matemática los cuatro son necesarios y todos deben ser fomentados. En este trabajo se trataran brevemente solo las dos primeras formas de cálculo. Cálculo mental: Se entiende por CM la resolución de problemas matemáticos sin la ayuda de materiales externos (dedos, piedras, lápiz, papel, calculadora y otros objetos). Para resolver de manera mental problemas y ejercicios, se utilizan diferentes técnicas o estrategias, las cuales se basan en las operaciones básicas. Este se instaura en las clases como tema de aprendizaje en el siglo 19, aunque se encuentran escritos del siglo 15 al 17 que ya lo trataban como una práctica para enseñar – aprender (Sterner, 1891). Tabla 1: Ejemplos de algunas estrategias de CM para las cuatro operaciones básicas. Suma a. 50 + 70 = 120 (en este caso lo único que se necesita calcular mentalmente es 5+7) b. 39 – 17 = 22 (de izquierda a derecha) c. 29 + 51 = 80 (sumo 1 y resto 1) Multiplicación a. 20 · 30 = 600 b. 19 · 50 = 1000 – 50 = 950 c. 96 · 87 = 8352 (100) 96 -4 87 -13 (87-4) (4· 13) 83 52 Resta a. 20 – 15 = 5 (de cinco en cinco) b. 48 – 26 = 24 (de izquierda a derecha) c. 58 – 27 = 31 61 – 30 = 31 (ejercicios complementarios) d. 77 – 29 = 46 76 – 30 = 46 (sumo uno resto uno) División a. 270: 3 = 90 (se calcula mentalmente 27:3) b. 57: 3 = 19 (aproximar a la decena) 60:3 =20 20 – 1 = 19 (3:3 = 1) c. 125:5 = 250:10 = 25 (ejercicios complementarios) d. 36: 4 = 9 (sabiendo que 4 veces 9 es 36) Todas las personas deberían poder calcular mentalmente en el ámbito numérico hasta 100, aunque algunas personas se demoran más que otros en obtener el resultado (Gálvez y otros, 2010) otros logran hacer cálculos increíbles1 (en 7 minutos 10 ejercicios de sumas de 10 números de 10 dígitos). Estrategias medio escritas: Se divide el problema en partes donde es posible utilizar el CM (sumas, restas, multiplicaciones o divisiones conocidas) y se anotan las partes sencillas del problema. Algunas de estas formas de proceder para la obtención de cálculo 1 Ver ejemplos del campeonato mundial de CM, la información se encuentra en la página web del campeonato: www.recordholders.org/en/events/worldcup datan de siglos anteriores a lo conocido por CM, más aún, en los inicios del cálculo se tenían estrategias medio escritas para obtener los resultados (Sterner, 1891). Tabla 2: Ejemplos de diferentes estrategias de cálculo medio escrito para las cuatro operaciones básicas. Suma 435 + 389 = 700 + 110 + 14 = 824 400 + 300 30 + 80 5 + 9 425 + 389 = 814 400 + 389 = 789 20 + 789 = 809 5 + 809 = 814 435 + 399 = 834 434 + 400 = 834 435 + 389 = 440 + 390 = 830 830 – 6 = 824 Multiplicación a. considerando la posición, cruzado, con tabla, etc. 365 · 24 = 8760 · 300 60 5 20 6000 1200 100 7300 4 1200 240 20 1460 8760 O lo mismo que: 16·24 = 200 + 180 + 40 + 8 = 428 10·20 = 200 6·20 = 180 10·4 = 40 2·4 = 8 b. poner el ejercicio más simple 5·44= 220 10·22 = 220 c. búsqueda de complementarios 7·39 = 280 – 7 = 273 7·40 = 280 Las estrategias para el calculo medio escrito de restas y divisiones son similares a las aquí presentadas, una especificación de ellas se pueden encontrar en Wittmann (1990, 1992). A continuación se muestran dos estrategias medio escritas de cálculo, para niveles escolares de enseñanza media. Método del obrero ruso: Se utiliza para multiplicar números grandes y se necesita saber sumar, duplicar y dividir por dos, en la tabla 3 se su muestra brevemente este método. En el caso de que se tengan números impares, no se anota el resto y se deja solo el número entero del resultado de la división. El proceso de duplicar y dividir por dos se repite hasta que se llega al número uno en el lado izquierdo. Una demostración sencilla de este método es posible hacer con jóvenes de segundo medio y cuando se enseñe el sistema binario. Tabla 3: Ejemplo de Multiplicación utilizando el método del obrero ruso. a. considerando la posición b. paso a paso c. sumo uno resto uno d. búsqueda de complementarios Se quiere multiplicar 572 · 359 : 2 ·2 578 359 284 718 142 1436 71 2872 35 5744 17 11488 8 22976 4 45952 2 91904 1 183808 Se mira en la columna a la izquierda, todos los números que son pares y se borran los correspondientes en la columna derecha. Se tiene : 2 ·2 578 359 289 718 144 1436 72 2872 36 5744 18 11488 9 22976 4 45952 2 91904 1 183808 Finalmente se suman los números que quedan: 718 22976 + 183808 207502 Y se tiene que 578 · 359 es 207502 La multiplicación de decimales con el método Gelosia: En este caso solo se necesita saber las tablas de multiplicación de los números del 1 hasta el 9. La estrategia es de cálculo medio escrito y en la tabla 4, se explica brevemente este método. Tabla 4: Ejemplo de Multiplicación utilizando el métodoGelosia Se quiere multiplicar 3,7 · 6,78 Se multiplica cada cifra de arriba con la del costado y se anotan las unidades debajo de la diagonal y las decenas sobre la diagonal. La coma debe quedar justo en la línea. Se suman los números de las diagonales, comenzando por abajo a la derecha. Se escribe la unidad y la decena se agrega a la otra diagonal. Para poner la coma, se siguen las líneas y se baja en la diagonal donde estas se intersectan. El resultado de 3,7 · 6,78 es 25,086. Hay otros métodos de multiplicación que son interesantes de trabajar y de justificar en la enseñanza media, como la multiplicación de dedos, cruzada y otras conocidas para la división. Para lograr el CM se debe comenzar con formas de cálculo medio escritas y trabajar con ellas frecuentemente. Ideas para implementar el CM en las clases de matemática El CM debe ser desarrollado en clases de matemática, ya que promueve la memoria, la atención y la concentración de los estudiantes, además de una familiarización progresiva con los números, con las diferentes formas de expresar un número y operaciones, aprovechando las propiedades fundamentales de las operaciones numéricas básicas. Más aún, el CM se utiliza aun hoy en día en compras y vueltos, en cálculos de porcentajes, en repartir dinero o deudas entre amigos, por esto también se debe practicar todo el tiempo, incluyendo CM con números enteros, con racionales (decimales y fracciones), con expresiones algebraicas, con números cuadrados y raíces sencillas, todo esto con la intención de preparar mejor a los jóvenes para la vida y para las pruebas nacionales o internacionales. El CM debe ser un ritual de la clase, los estudiantes entrenan de esta forma las diferentes estrategias que le hacen los problemas más sencillos. Algunas consideraciones son: 1. Este debe ser instaurado cuando los estudiantes ya tienen un sólido sentido del número y la ejercitación se hace hasta donde se entienda (Wittmann, 1990). 2. Debe ser fomentado en cada clase y se eligen ejercicios que se pueden resolver de manera rápida y sencilla. 3. Para presentar los ejercicios se puede utilizar papel o una presentación, en ningún caso se deben escribir de a uno en la pizarra, estos ya deben ir preparados con antelación a la clase Con la inclusión del CM en clases, se reconoce que el cálculo escrito es solo una parte del todo, que al desarrollarlo en todos los niveles, les estaríamos dando a los jóvenes la libertad y la seguridad en la operatoria básica, con esto una base para el éxito en matematizar, resolver problemas, descubrir patrones y su justificación. Referencias Beishuizen, Meindert. (1993). Mental strategies and materials or models for addition and subtraction up to 100 in dutch second grades. Journal for Research in Mathematics Education 24 (4), 294-323. Foxman, Derek y Beishuizen, Meindert. (2002), Mental calculation methods used by 11- year-olds in different attainment bands: a reanalyse of data from the 1987 APU survey in the UK. En: Educational Studies in Mathematics 51, 41-69 Gálvez, G.; Cosmelli, D.; Cubillos, L.; Leger, P.; Mena, A.; Tanter, E.; Flores, X.; Luci, G.; Montoya, S.; Soto, J. (2011). Estrategias cognitivas para el cálculo mental. Revista Latinoamericana de Investigación en Matemática Educativa, 14(1), 9-40. Hidalgo, S.; Maroto, A. y Palacios, A. (1999). Evolución y destrezas básicas para el cálculo y su influencia en el rendimiento escolar en matemáticas. SUMA. Revista sobre Enseñanza y Aprendizaje de las matemáticas 30, 37-46. Krauthausen, Günter. (1993). Kopfrechnen, halbschriftliches Rechnen, schriftliche Normalverfahren, Taschenrechner: Für eine Neubestimmung des Stellenwertes der vier Rechenmethoden. En: Journal für Mathematikdidaktik, 3/4, 189-219. Lörcher, Gustav A. (1985), Einmaleinskenntnisse bei Schülern der Sekundarstufe. En: Beiträge zum Mathematikunterricht. Bad Salzdetfurth, 191-194 Lörcher, Gustav A. (2001), Zur Entwicklung der Kopfrechenkenntnisse. 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Flexibles Rechnen statt Normierung auf Normalverfahren! En: Die Grundschulzeitschrift, 125, 6-11. Selter, Christoph (2000). Vorgehensweisen von Grundschüler(inne)n bei Aufgaben zur Addition und Subtraktion im Zahlenraum bis 1000. En: Journal für Mathematik- Didaktik, 3/4, 227- 258. Sterner, Matthäus. (1891). Principielle Darstellung des Rechenunterrichtes auf Historischergrundlage I. Geschichte der Rechenkunst. München: Oldenburg. Wittmann, Erich y Müller, Gerhard. (1990). Handbuch produktiver Rechenübungen. Vom Einspluseins zum Einmaleins, Band 1. Stuttgart: Klett Wittmann, Erich y Müller, Gerhard. (1992). Handbuch produktiver Rechenübungen, Vom halbschriftlichen zum schriftlichen Rechnen, Band 2. Stuttgart: Klett Wittmann, Erich. (1999). Die Zukunft des Rechnens im Grundschulunterricht: Von schriftlichen Rechenverfahren zu halbschriftlichen Strategien. En: E. Hengartner, Mit Kindern lernen. Standorte und Denkwege im Mathematikunterricht. Zug: Klett und Balmer, 88-93.
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