Omet navegació

Programació de la situació d'aprenentatge

5. Optimització de l'Energia Domèstica: Una Solució Matemàtica

Títol

Optimització de l'Energia Domèstica: Una Solució Matemàtica

Curs (nivell educatiu)

1r de Batxillerat

Matèria/Àmbit

Matemàtiques Aplicades a les Ciències Socials

Documentació

https://bilateria.org/prog/sa_mat1_05 





DESCRIPCIÓ

Per què aquesta situació d’aprenentatge? Està relacionada amb alguna altra? Quin és el context? Quin repte planteja?

Aquesta situació d'aprenentatge desafia els alumnes a explorar l'optimització del consum d'energia en les llars, una qüestió rellevant en el context de la crisi climàtica actual. L'objectiu és utilitzar estratègies matemàtiques i computacionals per desenvolupar solucions pràctiques que promoguin l'eficiència energètica. Aquesta situació està directament relacionada amb l'Objectiu de Desenvolupament Sostenible 7 de l'ONU: «Garantir l'accés a una energia assequible, segura, sostenible i moderna per a tothom».

COMPETÈNCIES ESPECÍFIQUES

Amb la realització d’aquesta situació d’aprenentatge s’afavoreix l’assoliment de les competències específiques següents:

Competències específiques

Matèria

CE1 Modelitzar i resoldre problemes de la vida quotidiana i de diversos àmbits de coneixement, inclòs el matemàtic, aplicant diferents estratègies i formes de raonament per plantejar i resoldre reptes.

Matemàtiques Aplicades

CE4 Utilitzar el pensament computacional modificant, creant i generalitzant estratègies i algorismes amb suport digital per modelitzar i resoldre situacions de la vida quotidiana o de diversos àmbits del coneixement, inclòs el matemàtic.

Matemàtiques Aplicades

CE5 Connectar diferents idees matemàtiques establint vincles entre conceptes, procediments, arguments i models per donar significat a l’aprenentatge matemàtic i estructurar-lo.

Matemàtiques Aplicades

TRACTAMENT DELS TRES COMPONENTS TRANSVERSALS DE LES COMPETÈNCIES CLAU DEL BATXILLERAT

En aquesta situació d'aprenentatge, es treballen els següents components transversals:

Resolució de problemes a partir de l’aplicació integrada de coneixements: Els alumnes hauran d'integrar diferents tipus de funcions matemàtiques, equacions i algorismes per resoldre problemes en diversos contextos. A més, hauran de modelitzar situacions reals, aplicar el pensament computacional i comparar diferents algorismes per afrontar reptes, demostrant una comprensió integrada dels conceptes matemàtics.

Gestió i comunicació de la informació: Els alumnes hauran d'utilitzar eines tecnològiques per analitzar i representar relacions quantitatives, que requereix la capacitat de gestionar i comunicar informació de manera efectiva. També hauran d'interpretar solucions a partir de la resolució d'equacions, inequacions i sistemes, que demana la capacitat d'analitzar i comunicar informació matemàtica.

Pensament crític: En la formulació i resolució de problemes, així com en la comparació d’algorismes alternatius, els alumnes hauran de fer servir el seu pensament crític. El raonament lògic és essencial per comprendre i resoldre problemes matemàtics, i també per prendre decisions enfront de diferents opcions d'algorismes.

OBJECTIUS D’APRENENTATGE I CRITERIS D’AVALUACIÓ

Objectius d’aprenentatge

Què volem que aprengui l’alumnat i per a què?

CAPACITAT + SABER + FINALITAT

Criteris d’avaluació

Com sabem que ho han après?

ACCIÓ + SABER + CONTEXT

1. Capacitat per modelitzar i resoldre equacions, inequacions i sistemes en diverses situacions reals, utilitzant les eines i programes més adequats per interpretar i donar solucions a reptes, incrementant la seva habilitat per afrontar problemes de la vida quotidiana i diversos àmbits de coneixement (CE1).

1.1 Generar models matemàtics a partir de situacions plantejades en contextos diversos, que permeten convertir les situacions en reptes o problemes matemàtics, fent ús d'equacions, inequacions i sistemes (basat en el criteri 1.1).

1.2 Utilitzar eines i programes apropiats per resoldre problemes modelitzats, presentant solucions clares i aplicables a les situacions plantejades en contextos diversos (basat en el criteri 1.2).

2. Capacitat per estudiar, analitzar i interpretar diferents classes de funcions matemàtiques (polinòmiques, exponencials, irracionals, racionals, logarítmiques, trigonomètriques i funcions a trossos) per representar relacions quantitatives, utilitzant l'àlgebra simbòlica i eines tecnològiques quan sigui necessari, permetent l'establiment de vincles entre conceptes i models matemàtics (CE5).

2.1 Identificar vincles entre diferents classes de funcions, establint connexions entre conceptes i models matemàtics, amb l'objectiu de disposar de més eines a l’hora d’abordar un repte (basat en el criteri 5.1).

2.2 Traduir entre diferents representacions d’una mateixa funció, extraient informació de cada una per millorar la comprensió i aplicació de les relacions quantitatives (basat en el criteri 5.2).

3. Capacitat per aplicar el pensament computacional per formular, resoldre i analitzar problemes en contextos diversos, comparant algorismes alternatius per resoldre el mateix problema amb raonament lògic, promovent el desenvolupament de destreses per afrontar situacions de la vida quotidiana o de diversos àmbits del coneixement (CE4).

3.1 Descompondre un problema o situació en diferents parts, abordant-les d’una en una per trobar la solució global amb dispositius digitals, en aplicació del pensament computacional (basat en el criteri 4.1).

3.2 Generar instruccions pas a pas per resoldre un problema i d’altres similars provant i duent a terme possibles solucions amb llenguatges de programació o amb eines com fulls de càlcul o Geogebra (basat en el criteri 4.4).



SABERS

Amb la realització d’aquesta situació d’aprenentatge es tractaran els sabers següents:

Saber

Matèria

1

1.3.3.1 Resolució d’equacions, inequacions i sistemes per trobar solucions a reptes que es plantegin a partir de la modelització d’una situació.

Matemàtiques Aplicades

2

1.3.4.1 Anàlisi, representació i interpretació de relacions quantitatives fent servir eines tecnològiques quan sigui necessari. 

Matemàtiques Aplicades

3

1.3.4.2 Estudi de les propietats de diverses classes de funcions: polinòmiques, exponencials, irracionals, racionals, logarítmiques, trigonomètriques i funcions a trossos. 

Matemàtiques Aplicades

4

1.3.4.3 Ús de l’àlgebra simbòlica en la representació i explicació de relacions matemàtiques en diferents contextos. 

Matemàtiques Aplicades

5

1.3.5.1 Formulació, resolució i anàlisi de problemes en contextos diversos amb les eines i els programes més adequats. 

Matemàtiques Aplicades

6

1.3.5.2 Comparació d’algorismes alternatius per resoldre el mateix problema mitjançant raonament lògic.

Matemàtiques Aplicades

Tractament dels sabers socioemocionals

Aquesta situació d'aprenentatge (SA) està dissenyada per a fomentar el treball de diversos sabers socioemocionals:

3.1.1 Creences, actituds i emocions

  1. Autoregulació i recorregut personal: Els alumnes han d'aprendre a autoregular el seu aprenentatge, buscant suport si és necessari, a mesura que treballen en l’anàlisi del problema de la contaminació i la desigualtat en el repartiment de recursos.
  2. Predisposició cap a l'abstracció matemàtica: Els alumnes són motivats per endinsar-se en l'abstracció matemàtica per entendre com modelar problemes reals.
  3. Perseverança: La complexitat del problema els incentiva a persistir en la cerca de solucions i redefinir les seves estratègies segons sigui necessari.
  4. Creativitat: Són motivats a fer propostes creatives a l'hora de buscar solucions i a gaudir del procés d'aprendre matemàtiques en un context real.
  5. Aprendre dels errors: L'enfocament basat en problemes potencia l'aprenentatge a partir dels errors, ja que els alumnes poden identificar i corregir confusions conceptuals.

3.1.2 Presa de decisions

  1. Superar confusions conceptuals: A través de la reflexió i l'anàlisi, els alumnes hauran de prendre decisions sobre com superar confusions conceptuals.
  2. Exploració d'estratègies: Hauran d'explorar i valorar diferents estratègies matemàtiques per a abordar el problema.
  3. Millorar les estratègies d'aprenentatge: La retroalimentació de l'avaluació i la coavaluació els ajudarà a millorar les seves estratègies d'aprenentatge.
  4. Preses de decisions personals: Hauran de prendre decisions basades en l'anàlisi crítica del problema.

3.1.3 Inclusió, respecte i diversitat

  1. Respectar i provar estratègies d'altres: Les sessions de treball en grup fomenten l'habilitat d'escoltar, respectar i provar les estratègies dels altres.
  2. Aportar idees i arguments: Hauran d'aportar les seves pròpies idees i arguments per a enriquir l'aprenentatge dels seus companys.
  3. Consensuar opinions: A l'hora de presentar solucions, hauran de consensuar opinions i estratègies.
  4. Apreciar l'èxit col·lectiu: Apreciaran el treball en equip com a forma d'assolir l'èxit col·lectiu.
  5. Apreciació de les matemàtiques: En el context de la desigualtat de recursos i la contaminació, apreciaran la contribució de les matemàtiques per a resoldre problemes globals significatius.




DESENVOLUPAMENT DE LA SITUACIÓ D’APRENENTATGE

Quines són les principals estratègies metodològiques que es preveuen utilitzar?, quins tipus d’agrupament realitzarem?, quins són els principals materials que necessitarem?, etc.

Estratègies metodològiques:

  1. Aprenentatge basat en problemes: Aquesta estratègia implica presentar als alumnes problemes de la vida real per a resoldre, que són dissenyats per ajudar-los a aplicar els conceptes que han après en un context pràctic.
  2. Aprenentatge cooperatiu: En aquesta estratègia, els alumnes treballen en petits grups per a completar tasques o resoldre problemes. Això pot ajudar a fomentar la col·laboració i a millorar les habilitats interpersonals.
  3. Ensenyament assistit per ordinador: L'ús d'ordinadors o altres tecnologies digitals pot permetre als alumnes practicar habilitats, explorar conceptes complexos i realitzar tasques a la seva pròpia velocitat.

Agrupament:

Es preveu utilitzar agrupaments petits (de 3 a 4 alumnes) per a les activitats de treball en grup, així com treball individual per a les activitats que requereixen reflexió i estudi independent.

Materials:

  1. Ordinadors o tauletes: Essencials per a l'accés a plataformes d'aprenentatge en línia, programari de modelització matemàtica i altres eines digitals.
  2. Llibres de text i materials de lectura: Per a proporcionar context i explicacions detallades dels conceptes que s'estan treballant.
  3. Materials d'escriure: Per a la presa de notes i la realització de càlculs.
  4. Fulls de treball: Per a les activitats dirigides que ajuden als alumnes a practicar i a assimilar els conceptes nous.
  5. Espai virtual de treball: Com ara Google Classroom o similar, per a la gestió de tasques, la comunicació i el seguiment de l'aprenentatge.



ACTIVITATS D’APRENENTATGE I D’AVALUACIÓ

Activitat

Descripció de l’activitat d’aprenentatge i d’avaluació

Temporització

Activitats inicials

Què en sabem?

Activitat 1.1: Els alumnes, en grups, discutiran i esbossaran les seves idees preliminars sobre com es pot optimitzar el consum d'energia en una casa. (30 minuts)

Avaluació: Es valorarà la participació activa en la discussió grupal i la capacitat per compartir i justificar les idees inicials. (basat en el criteri 5.1)

Activitat 1.2: Cada grup presentarà breument les seves idees i es farà un debat guiat per l'educador per identificar conceptes clau i àrees de coneixement que caldrà explorar. (30 minuts)

Avaluació: Es valorarà la capacitat per comunicar clarament les idees del grup i per contribuir constructivament al debat de classe. (basat en el criteri 4.2)

1h

Activitats de desenvolupament

Aprenem nous sabers

Activitat 2.1: Els alumnes, utilitzant eines tecnològiques, analitzaran dades de consum d'energia, representaran gràficament les tendències i identificaran patrons. (30 minuts)

Avaluació: Es valorarà la capacitat per analitzar les dades, identificar patrons i representar-los gràficament de forma efectiva. (basat en el criteri 4.2 i 4.3)

Activitat 2.2: En grups, els alumnes desenvoluparan algorismes per optimitzar el consum d'energia basant-se en les dades analitzades, fent servir conceptes com equacions, funcions i raonament lògic. (30 minuts)

Avaluació: Es valorarà la capacitat per aplicar conceptes matemàtics a la resolució de problemes reals i per desenvolupar algorismes efectius basats en les dades analitzades. (basat en el criteri 4.4 i 1.3)

1h

Activitats d’estructuració

Què hem après?

Activitat 3.1: En una plenària, cada grup explicarà el seu algoritme i com contribueix a l'optimització del consum d'energia. Es fomentarà el debat sobre les diferències i similituds entre els algorismes proposats. (1 hora)

Avaluació: Es valorarà la capacitat dels alumnes per explicar de manera efectiva el seu algoritme, justificar les seves decisions i contribuir de manera constructiva al debat de classe. (basat en el criteri 5.2)

1h

Activitats d’aplicació

Apliquem el que hem après

Activitat 4.1: Cada grup millorarà el seu algoritme basant-se en el feedback rebut durant l'activitat d’estructuració. (30 minuts)

Avaluació: Es valorarà la capacitat dels alumnes per integrar el feedback rebut i per millorar el seu algoritme de forma efectiva. (basat en el criteri 5.3)

Activitat 4.2: Els grups posaran a prova els seus algorismes optimitzats utilitzant un conjunt de dades diferents del que es va utilitzar inicialment. Compararan els resultats obtinguts i identificaran les millors estratègies per a la reducció del consum d'energia. (30 minuts)

Avaluació: Es valorarà la capacitat dels alumnes per aplicar de manera efectiva els seus algorismes a nous conjunts de dades i per comparar estratègies d'optimització del consum d'energia. (basat en el criteri 5.4)

1h

TOTAL

5h





MESURES I SUPORTS UNIVERSALS

En aquesta situació d'aprenentatge, podríem aplicar les següents mesures i suports universals:

  1. Treball en grup: Promoure el treball en equip per a les activitats d’aprenentatge pot ajudar a fomentar la col·laboració, la comprensió mútua i el respecte entre els alumnes. A més, pot permetre als alumnes aprendre els uns dels altres i pot afavorir una major inclusivitat.
  2. Materials de suport diversificats: Podem proporcionar materials d'aprenentatge en diferents formats, com ara visuals (gràfics, diagrames), auditius (enregistraments, vídeos), text escrit, etc. Això pot ajudar a adaptar-se a diferents estils d'aprenentatge i a facilitar la comprensió de conceptes complexos.
  3. Instruccions clares i estructurades: Quan es presenten noves activitats o conceptes, les instruccions haurien de ser clares, concises i ben estructurades. Això pot ajudar a tots els alumnes a entendre què es requereix d'ells i a què han de prestar atenció.
  4. Eina digital de suport: L'ús d'eines digitals (com ara calculadores, programari de modelització matemàtica, plataformes d'aprenentatge en línia) pot ajudar a facilitar l'aprenentatge i a permetre que els alumnes practiquin a la seva pròpia velocitat.
  5. Feedback constructiu i continu: El feedback constructiu pot permetre als alumnes conèixer quins aspectes han de millorar i quins aspectes estan fent bé. Això també pot ajudar a motivar-los a continuar millorant.
  6. Temps adequat per a la reflexió i l'assimilació: Es pot donar als alumnes temps suficient per a la reflexió i l'assimilació dels conceptes nous que s'han après, incloent-hi temps per a preguntes i aclariments.
  7. Espai de classe inclusiu: Es pot treballar per crear un entorn de classe on tots se sentin segurs, respectats i còmodes per a participar. Això pot implicar l'establiment de normes de classe clares sobre el respecte mutu i l'acceptació de les diferències.



Creat amb eXeLearning (Finestra nova)