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 |
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
3.1.2 Presa de decisions
3.1.3 Inclusió, respecte i diversitat
|
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:
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:
|
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:
|