Cómo explicar el momento ajá en matemáticas

Para responder en metáfora, las matemáticas son un conjunto de herramientas, y la mente es la mano que las maneja.

Si le das un martillo a alguien que nunca antes ha visto un martillo, no entenderán de inmediato qué es, qué puede hacer o cómo usarlo. Cuando más tarde les quites ese martillo y lo uses para clavar un clavo a través de una tabla …

El primer momento “ajá” es cuando se dan cuenta de que pueden hacer lo mismo, y con su martillo metafórico, comienzan a clavar clavos a través de sus propias tablas.

La aritmética, en muchos sentidos, es como el martillo. Con práctica, el swing de uno se puede refinar con un martillo. Un clavo se puede colocar en su lugar con cada vez menos oscilaciones, se puede hacer más recto y mejor. De manera similar, con la práctica, uno puede reducir gradualmente la cantidad de pasos necesarios para completar una pregunta de multiplicación, o recordar de memoria o técnica cuántas veces 12 entra en 192.

Pero no todos los problemas son un clavo, y no todas las soluciones son un martillo.

Podemos continuar por el camino de la aritmética simple: proporcione a los estudiantes una calculadora, y reemplazarán su aritmética mental como una pistola de clavos reemplaza un martillo. Ciertamente, hay momentos en que tener una herramienta poderosa es valiosa, pero siempre es importante mantener alguna conexión con los fundamentos. Es posible que pueda clavar clavos a través de tablas más rápido de lo que pueden, pero aún deben tener un propósito para clavar esos clavos.

De hecho, podemos enseñar a los estudiantes una gran cantidad de herramientas matemáticas: la ley de potencia para el cálculo, la secuencia de Fibonacci, el teorema de Pitágoras, y si bien es útil tener una colección de herramientas, su potencial no se aprovecha por completo hasta el segundo ” aha “momento.

El segundo momento “aha” es cuando aprenden que pueden elegir sus propias herramientas.

Con las matemáticas, hay una variedad casi ilimitada de métodos que se pueden aplicar para resolver un problema, y ​​a veces el método exacto se reduce a una preferencia personal. Alguien que haya tenido el segundo momento “ajá” puede comenzar a ver más de un camino hacia la solución deseada y elegir el camino que más le convenga. Uno de mis primeros momentos “ajá” de la segunda etapa vino cuando trataba de memorizar el proceso para derivar la ecuación cuadrática de la forma general. Finalmente me di cuenta de que era mucho más fácil comenzar con la ecuación cuadrática y retroceder. Es lo que me llevó a una unidad de trigonometría a reducir todos los problemas de identidad y teoremas hasta el teorema de Pitágoras y reconstruirlos desde cero.

Alguien que ha tenido el segundo momento “ajá” se ha movido más allá de golpear su siguiente clavo en el tablero, pero comienza a percibir el potencial de lo que puede hacer con dos tableros que ahora están clavados juntos, o una gran variedad de tableros nxn clavados juntos . Comienzan a aplicar algo de visión a su proceso.

El tercer momento “ajá” es cuando buscan sus propios problemas y las soluciones para ellos.

Este es el punto donde alguien puede ir más allá de lo que el libro de texto les está pidiendo, y comienza a hacer sus propias preguntas. Un proyecto mío ha estado tratando de definir un proceso para transformar una curva arbitraria en un espacio cartesiano tridimensional en una rotación helicoidal alrededor de esa curva, con algún proceso o parámetro para definir un radio constante, frecuencia y fase de La transformación relativa a la curva original. Estoy más cerca de resolverlo que cuando lo comencé, pero es posible que nunca llegue a una solución real. Aún así, de alguna manera pequeña, siento que he tenido mi tercer momento “ajá”, porque en ese espacio infinito de posibilidades, he forjado algo para llamarlo mío y explorar (incluso si alguien más obtiene / ha obtenido allí delante de mí).

El momento aha que he visto en mí y en mis alumnos es cuando la información ya obtenida y entendida está conectada con nueva información. Esto es cuando se entienden las generalizaciones y los detalles.

Mucha gente habla de cómo las matemáticas se pusieron difíciles cuando las letras se involucraron. El álgebra es un obstáculo común. Cuando te das cuenta de que 5 yx son solo símbolos escritos en una página, entonces las matemáticas con respecto a ellos no son diferentes. ¿Por qué el símbolo “5” es cinco? Solo porque elegimos que sea. x o y cualquier otro número puede ser cualquier valor (con algunas excepciones que usamos letras específicas para representar valores específicos como e o i o π). Las letras en álgebra son simplemente marcadores de posición a los que se les pueden aplicar todas las operaciones de “números” (sumar, restar, multiplicar, dividir, exponentes, raíces, etc.). Simplemente no tienen un valor especificado como el símbolo “5”. Cuando un estudiante comprende esto, puede tomar todo el conocimiento que tenía con los valores específicos y aplicarlo a problemas más generalizados. Eso crea un momento ajá.

El grande estaba en la universidad. Tuve que tomar un curso llamado “Seminario en la topología del avión” o, en otras palabras, prueba geométrica. Nuestro profesor entró y nos dio algunos postulados y teoremas para probar usando los postulados. Nos mostró uno o dos, luego nos dejó. Yo estaba tan enojado. ¿Por qué le estaba pagando a este chico para que NO me enseñara? Le pedí a mi decano que me sacara de la clase. Me dijo que lo mantuviera por unos días y podría retirarme más cerca de la fecha límite de retiro.

Odié esa clase durante aproximadamente una semana, hasta que se me ocurrió (mi momento aha) que iba a dejar la universidad y que sería la maestra en mi propia clase. Cuando un estudiante vino a mí con una pregunta, no podía darme la vuelta y preguntarle a mi profesor. Tenía que poder entender la pregunta o resolverla para ayudar a mi estudiante. Una vez que hice esa conexión, que mi profesor no estaba allí para enseñarme, pero para ayudarme a guiar mi propio aprendizaje, ME ENCANTÓ esa clase. No puedo decirte los nombres de algunas de mis clases o profesores en la universidad, pero recuerdo claramente esa. Fue mi momento aha, y por qué sigo siendo maestra hasta el día de hoy.

No pienses en aprender matemáticas como memorización de hechos, te quedarás estancado. Piense en ello como hacer conexiones lógicas de reglas, tareas y procedimientos, de ideas, de representaciones de otras cosas que ve en la vida. Pregúntele a su maestro “¿Por qué estamos estudiando esto?” Comprender el “por qué” te ayuda con el “cómo” y te ayuda a ver ese momento “ajá”.

Es difícil de explicar a alguien que no lo ha experimentado.

Recuerdo que mi mejor momento ‘aha’ fue cuando estaba trabajando en un problema de probabilidad particularmente difícil como estudiante. Había estado tratando de resolverlo durante 8 horas seguidas. Eran las tres de la mañana y había terminado mi tercera taza de café fuerte de matemáticas hace media hora. Entonces, de repente, la solución quedó clara en mi cabeza, ardiendo en la parte frontal de mi cerebro; ese último bit es cómo lo describo a las personas.

Tengo muchos de estos Algunos de ellos son un trabajo duro (como la notación de politopo revisada), algunos son respuestas frívolas (como la aritmética alterna). Pero se trata de creer lo que se te muestra. Algunas cosas son sobre buscar en otro lado.

Solo mis dos centavos:

  1. Cuando le pregunte a alguien, asegúrese de que sea el tipo de persona que está feliz de ayudar a las personas.
  2. Debes sentar las bases de las matemáticas e intentar encontrar la respuesta por libro primero. Ya sabes, a veces las personas se cansan de responder preguntas simples cuando piensan que es demasiado fácil.

Mucho de esto es práctica. Pensé que nunca tendría ninguna esperanza de entender el tipo de matemática que hago ahora. Si mi yo más joven de 2 años mirara mi trabajo actual, se sorprendería.

Aprendes más, y luego las cosas comienzan a ser más naturales.

La mente aprecia la belleza, un aspecto de la belleza es la comprensión, la comprensión. ¡Ver la solución a un problema ha resuelto todos los aspectos de ese problema es un momento aha! Disfrutar. Apreciar.