Geometría en el Primer Ciclo ¿Cuál es el propósito de la enseñanza de la geometría en el primer ciclo? ¿Cuáles son los objetos de estudio? El estudio de la geometría 1 permite abordar el tratamiento de las figuras, los cuerpos y sus propiedades como también -bajo cierta gestión de la clase- generar condiciones y oportunidades de introducir a los alumnos en un trabajo intelectual propio de la actividad matemática. Por otra parte, favorece la entrada en el trabajo deductivo y anticipatorio que, de no ser abordado en la escuela, quedaría fuera del alcance de los niños dado que no es propio de la vida cotidiana ni se desarrolla espontáneamente. Por ejemplo, la actividad geométrica permite determinar la imposibilidad de dibujar un triángulo que posea dos ángulos obtusos, sin necesidad de construirlo. Si bien este ejemplo será objeto de trabajo en el segundo ciclo, es interesante pensar de qué modo, en los primeros años, se abona el terreno para su abordaje. Los objetos de estudio de la geometría en el primer ciclo refieren a las características de las figuras y de los cuerpos geométricos. Ha sido motivo de discusión durante mucho tiempo si es conveniente enseñar primero las figuras geométricas o los cuerpos geométricos. Diferentes argumentos enfatizan una u otra entrada. Sin embargo, no hay razones suficientes, hoy día, para afirmar la conveniencia de uno u otro modo de entrada a estos objetos. Es importante abordar las relaciones entre unos y otros, cualquiera sea el orden. El análisis de las propiedades de las figuras geométricas se propone inicialmente a través de la exploración de una variedad de formas, de tal manera que los alumnos puedan identificar, por ejemplo, cantidad de lados, igualdad o no de los lados, lados rectos y curvos, cantidad de vértices, diagonales, etc. Posteriormente a esta entrada por “todas” o “cualquier” figura 2 , se introduce un análisis más detallado de algunas, en particular: cuadrados y rectángulos. Los diferentes tipos de problemas favorecerán el reconocimiento y explicitación de sus características. Respecto de los cuerpos geométricos también el trabajo inicial propuesto es la identificación de algunas de sus características (cantidad de caras, forma de las caras, cantidad de aristas, longitud de las aristas, cantidad de vértices, etc.). Otro aspecto lo constituye el análisis de las relaciones entre las caras de los cuerpos y las figuras geométricas. En tercer año, se propone iniciar el estudio de los desarrollos planos de cubos. El trabajo en el primer ciclo tendrá una impronta fuertemente exploratoria. Los dibujos serán un buen punto de partida para la enseñanza de las figuras 3 geométricas , pero es importante estar alertas frente a lo que permiten “ver”. Es decir, se trata en el primer ciclo de que los alumnos vayan un poco “más allá” del reconocimiento puramente visual de las figuras y cuerpos y empiecen a pensar en algunas de las características que los definen y que se intenta representar en los dibujos. Desde el primer ciclo será conveniente presentar diversidad de representaciones de las figuras (en variadas posiciones con respecto a la hoja y de distintas dimensiones) para favorecer que los alumnos no confundan las características de las figuras con algunas de sus representaciones. 1 En adelante, al hablar de geometría, haremos referencia a la geometría euclideana. La referencia a todas o cualquier figura implica, tal como se propone en la grilla de contenidos, que los alumnos traten con una gran variedad de figuras geométricas (regulares, irregulares, con lados curvos, rectos o ambos, con o sin “nombre”, etc.), en aquellos problemas en los que se busca que identifiquen características, diferencias, similitudes, pero sin necesidad de conocer los “nombres”. 3 A veces se confunden dibujo y figura. El dibujo es la marca en la hoja en tanto que la figura es un objeto “ideal” que puede caracterizarse por un conjunto de relaciones. 2 Se propone también introducir a los alumnos en un modo de trabajo en que deban hacerse responsables de la verdad o falsedad de las respuestas obtenidas. En algunos problemas se admitirá que determinen la validez por estrategias más próximas a lo empírico, por ejemplo, la superposición entre el original y la copia frente a un problema que propone copiar una figura. Progresivamente se promoverá que puedan elaborar razones que expliquen los resultados o respuestas obtenidas mediante el uso de algunas propiedades de las figuras y los cuerpos. Por ejemplo, frente al problema “¿Se podrán construir en hoja cuadriculada tres rectángulos diferentes, que tengan dos lados de 4 cm?”, los alumnos podrán argumentar que es posible, porque los otros dos lados “pueden ser más largos o más cortos”. ¿Qué clases de problemas proponer a los alumnos? Al igual que se plantea para la enseñanza de los números y de las operaciones, se propone la entrada a la enseñanza de los conceptos geométricos a través de problemas. Algunos de ellos, demandan la exploración e identificación de las características distintivas de una figura o de un cuerpo dentro de una colección. Por ejemplo, aquellos problemas en los cuales se debe adivinar una figura o un cuerpo mediante preguntas dentro de una colección que se propone. En este recorrido, los alumnos podrán identificar algunas características de las figuras o los cuerpos y apropiarse progresivamente de un vocabulario específico admitiendo en este acercamiento algunas expresiones provisorias que se van a ir ajustando a medida que avanzan los espacios de reflexión y se van estableciendo nuevos acuerdos- . Otros problemas permiten establecer relaciones entre distintas figuras geométricas. Por ejemplo, si se propone explorar de qué manera se podrá plegar una hoja de forma cuadrada de forma tal que al abrirla, se obtengan cuatro triángulos. Una idea que subyace a este problema es que la diagonal del cuadrado lo divide en dos triángulos iguales. Estas relaciones podrán ser explicitadas en el momento de analizar la resolución del problema. Con la finalidad de que los alumnos puedan establecer relaciones entre figuras y cuerpos se proponen otros problemas. Por ejemplo, si se trata de determinar cuántos triángulos son necesarios para cubrir las caras de una cierta pirámide. Otro grupo de problemas permite estudiar con mayor detenimiento características de algunas figuras o algunos cuerpos. Se trata de situaciones que implican reproducir o construir figuras o cuerpos. Por ejemplo, algunas actividades de copiado de figuras posibilitan identificar que los cuadrados tienen todos sus lados iguales, o que los rectángulos tienen lados opuestos iguales, etc. En primer año los alumnos pueden copiar sencillas figuras en hoja cuadriculada y más adelante, en 3º año, se podrá proponer el copiado de figuras en hoja lisa usando regla y escuadra. Hacia el fin del ciclo los alumnos podrán resolver problemas que impliquen ampliar o reducir determinadas figuras usando hoja cuadriculada. En otros problemas se demandará construir figuras, sin dar el modelo a la vista, bajo ciertas condiciones. Por ejemplo: “Construir en hoja cuadriculada, usando regla, un rectángulo con uno de sus lados de 4 cm y otro en hoja lisa usando regla y escuadra”. Los instrumentos geométricos (regla y escuadra) y las diferentes clases de hojas (lisa, cuadriculada, rayada) varían la exigencia de la tarea demandada al alumno y por lo tanto las propiedades que se ponen en funcionamiento. Por ejemplo, para la construcción en hoja cuadriculada el ángulo recto está ya determinado por los cuadraditos, en cambio la construcción en hoja lisa provoca la necesidad de identificar y construir ángulos rectos usando la escuadra. Esta cuestión será objeto de reflexión en relación al rectángulo y sus características. Entre los problemas que demandan construcciones, algunos incluyen producir e interpretar información para reproducir el dibujo de una figura. Por ejemplo, se podrá solicitar a un grupo que elabore un mensaje escrito, sin dibujos, que describa una figura dada. Otro grupo deberá reproducir dicha figura en hoja lisa a partir de la información recibida. Al finalizar, se realiza la superposición de la copia con el modelo para verificar si quedaron iguales. Más allá del éxito o no de la tarea de reproducción, la reflexión se centrará en cuál es la información necesaria para poder reproducir una figura y el mejor modo de comunicarla. Esta información está asociada a las características de las figuras. Algunos problemas de construcciones involucran tratar con cuerpos. Por ejemplo, construir “esqueletos” de cuerpos - a partir de varillas que funcionen como aristas y bolitas que representen los vértices -, o bien reproducir cuerpos a partir de tener disponibles sus caras. Finalmente, interpretar desarrollos planos es parte del trabajo solicitado a los alumnos de 3º año para estudiar algunas de las características de los cubos. En el trabajo geométrico en el primer ciclo, a partir de problemas como los enunciados anteriormente, se promueve una tarea exploratoria, en la que los alumnos podrán construir, probar, dibujar, superponer, desarmar, borrar y empezar otra vez. Pero a la vez, es necesario que el docente invite a los alumnos a abandonar - por un momento- dicha actividad más próxima a lo empírico y favorezca una entrada a un trabajo anticipatorio. Apoyados en el tarea que vienen realizando, el docente podrá “tirar de la cuerda” para presentar nuevos problemas que apunten a anticipar “sin ensayar”. Por ejemplo: “¿Podríamos doblar el cuadrado y obtener cuatro cuadrados? ¿Cuántas aristas y cuántos vértices deberíamos solicitar para construir “el esqueleto” de un cubo? ¿Qué medidas convendría tomar para estar seguros de que la copia de este rectángulo quede igual que el original? ¿Qué instrumento convendría usar para poder hacer un cuadrado en hoja lisa? ¿Cuál sería la “huella” que dejaría una esfera si la apoyáramos despacito en una hoja? Este tipo de trabajo anticipatorio se inicia en el primer ciclo y se profundiza en el segundo ciclo. Bibliografía sobre la enseñanza de la geometría en el Primer Ciclo • Broitman, C. ; Itzcovich, H. (2003): “Geometría en los primeros grados de la escuela primaria: problemas de su enseñanza, problemas para su enseñanza” en: Panizza (comp.) Enseñar matemática en el Nivel Inicial y primer ciclo de EGB: Análisis y Propuestas. Paidós. • Broitman, C., Itzcovich, H. (2002): Figuras y cuerpos geométricos. Propuestas para su enseñanza. Bs. As. 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Un tipo de problema podría involucrar la presentación de una colección de figuras (cuadrados, rectángulos, triángulos, pentágonos, rombos, algunas con lados curvos, circunferencias, etc.) a partir de la cual los alumnos deberán identificar una que ha sido elegida, mediante preguntas y respuestas. Elaborar las preguntas y las respuestas demandará explicitar algunas de sus características: lados iguales o diferentes, lados rectos o curvos, cantidad de lados y vértices, etc. Explorar, reconocer y usar características de figuras para distinguir unas de otras El maestro propondrá diversos problemas que involucran la identificación de figuras dentro de una colección lo suficientemente variada como para forzar la explicitación de similitudes y diferencias sin necesidad de identificar los nombres de cada una de ellas. Tal como se propuso en primer año, un tipo de problema podría involucrar la presentación de una colección de figuras (cuadrados, rectángulos, triángulos, pentágonos, rombos, algunas con lados curvos, circunferencias, etc.) a partir de la cual los alumnos deberán identificar una que ha sido elegida. Elaborar las preguntas y las respuestas demandará explicitar algunas de sus características: lados iguales o diferentes, lados rectos o curvos, cantidad de lados y vértices, etc. Se podrá a su vez dar “pistas” a los alumnos para que la identifiquen, elegir alguna y que los alumnos elaboren pistas Se podrá a su vez dar “pistas” a los alumnos para que la identifiquen, elegir alguna y que los alumnos elaboren pistas que permitan a otro reconocerla, etc. 3° Explorar, reconocer y usar características de figuras para distinguir unas de otras Se trata de recuperar algunas características de las figuras tratadas en primero y segundo años: lados iguales o diferentes, lados rectos o curvos, cantidad de lados y vértices. Se incorporan también las ideas de lados paralelos o perpendiculares, puntos medios de los lados, segmentos que dividen una figura y diagonales. Ejemplo: se presenta una colección de figuras como la siguiente a partir de la cual los alumnos deberán identificar una que ha sido elegida mediante la formulación de preguntas que permitan a otro reconocerla, etc. Reproducir figuras que contienen cuadrados y rectángulos, como medio para analizar algunas características Entre los problemas que el docente podrá ofrecer a sus alumnos, se encuentran aquellos que demandan copiar dibujos que contengan cuadrados y rectángulos, presentados en hojas cuadriculadas. El copiado también deberá efectuarse en hoja cuadriculada, usando regla. Ejemplo: copiar en otra hoja cuadriculada el siguiente dibujo: El modo de decidir si el copiado es correcto podrá ser por superposición. Con este tipo de problemas el docente podrá poner el acento en explicitar características asociadas a la longitud de cada lado, en términos de cantidad de cuadraditos. Estas ideas permitirán a los alumnos reconocer que el cuadrado tiene los cuatro lados iguales en tanto que el rectángulo tiene dos lados iguales y otros dos lados iguales. El problema del ángulo recto queda resuelto por el mismo papel cuadriculado. Otro de los problemas que el maestro podrá presentar consiste en completar una guarda formada por diferentes figuras que Se podrá a su vez dar “pistas” a los alumnos para que la identifiquen, elegir alguna y que los alumnos elaboren pistas que permitan a otro reconocerla, etc. Reproducir figuras que contienen cuadrados, rectángulos y triángulos como medio para analizar algunas características Entre los problemas a proponer a los alumnos, se podrían encontrar los que implican el copiado de figuras (cuadrados, rectángulos -con o sin diagonales- y triángulos rectángulos o isósceles -sin hacer mención del nombre de estos triángulos-). El modelo y la copia se realizarán en hoja cuadriculada usando regla graduada. Por ejemplo: Copiar el siguiente dibujo en hoja cuadriculada: Al finalizar, se realizará la superposición de la copia con el modelo para verificar si quedaron iguales. Se trata de poner en juego la igualdad de la longitud de los lados opuestos, así como la idea de diagonal. El papel cuadriculado favorece la exploración de estas características. Otro de los problemas que el maestro podrá presentar consiste en completar una guarda formada por diferentes figuras usando Construir figuras que contienen cuadrados, rectángulos y triángulos como medio para analizar algunas características Entre los problemas que se deberá ofrecer a los alumnos se encuentran aquellos que involucran copiar figuras que contienen cuadrados, rectángulos y triángulos o combinaciones de estas figuras. El modelo se podrá presentar en hoja lisa o cuadriculada y la copia se realizará en hoja lisa o cuadriculada, usando regla graduada y escuadra. Por ejemplo: Copien en una hoja cuadriculada el siguiente dibujo: Copien en una hoja lisa el siguiente dibujo, usando la escuadra: Al finalizar, se realizará la superposición de la copia con el modelo para verificar si quedaron iguales. Mediante este tipo de problemas comienzan a ponerse en juego características incluyan cuadrados y rectángulos, usando regla. La guarda se presenta en papel cuadriculado. Por ejemplo: Continuar la siguiente guarda en papel cuadriculado de manera tal que queden siempre repetidas estas figuras en el mismo orden: regla. La guarda se presenta en papel cuadriculado. Por ejemplo: Continuar la siguiente guarda en papel cuadriculado de manera tal que queden siempre repetidas estas figuras en el mismo orden: asociadas a la longitud de los lados, paralelismo y perpendicularidad. Posteriormente, el maestro podrá proponer problemas que impliquen ampliar o reducir una figura o configuración de figuras en hoja cuadriculada. Por ejemplo: Ampliar la siguiente figura de manera que siga siendo un cuadrado Establecer relaciones entre distintas figuras geométricas (cuadrados, rectángulos y triángulos) Establecer relaciones entre distintas figuras geométricas (cuadrados, rectángulos y triángulos) Otros de los posibles problemas a presentar son los que implican construir cuadrados o rectángulos en hojas cuadriculadas o lisas usando regla y escuadra a partir de la medida de sus lados. Otro tipo de problema consiste en solicitar a un grupo que elabore un mensaje escrito (sin dibujos) que describa una figura dada. Otro grupo deberá reproducir dicha figura en hoja lisa a partir del mensaje recibido. Al finalizar, se realiza la superposición de la copia con el modelo para verificar si quedaron iguales. Posteriormente el maestro podrá proponer actividades tendientes a profundizar el estudio de las características de las figuras y a incorporar vocabulario específico, por ejemplo: acortar los mensajes producidos, analizar distintos textos escritos por los alumnos o presentados por el docente, entre los que deberán elegir el que describe más apropiadamente una figura dada. Establecer relaciones entre distintas figuras geométricas (cuadrados, rectángulos y triángulos) Se trata de proponer diferentes tipos de problemas que involucran componer y descomponer figuras a El maestro propondrá diversos problemas que involucran componer y descomponer figuras a partir El maestro propondrá diversos problemas que involucran componer y descomponer figuras a partir Otros de los posibles problemas a presentar son los que implican construir cuadrados o rectángulos en hojas cuadriculadas a partir de la medida de sus lados, en términos de cantidad de cuadraditos. Por ejemplo: Dibujar en hoja cuadriculada un cuadrado que tenga 4 cuadraditos de lado y un rectángulo cuyos lados midan 5 cuadraditos y 3 cuadraditos. partir de otras figuras. Por ejemplo, a partir de un cuadrado de papel, plegarlo de manera que al desplegarlo, queden determinados triángulos. Otro tipo de problemas podrá implicar cubrir o armar un cuadrado o un rectángulo con triángulos. Esta tarea será inicialmente a través de ensayos, por superposición y luego se les solicitará a los alumnos que anticipen la cantidad necesaria de triángulos para el cubrimiento. de otras. Por ejemplo, plegar un rectángulo de papel de modo que al desplegarlo, quede determinado un cuadrado o plegar un cuadrado, de modo de obtener 2 rectángulos. Luego que queden 4 triángulos. Otra clase de problemas exige cubrir o armar un cuadrado o un rectángulo con triángulos dados. Esta tarea será inicialmente a través de ensayos, por superposición y luego se les solicitará a los alumnos que anticipen la cantidad necesaria de triángulos para el cubrimiento. de otras figuras. Por ejemplo, plegar un rectángulo de papel de modo que al desplegarlo, quede determinado un cuadrado o plegar un cuadrado, de modo que queden determinados rectángulos y triángulos. Otra clase de problemas exige cubrir o armar un cuadrado con triángulos dados. Esta tarea será inicialmente a través de ensayos, por superposición y luego se les solicitará a los alumnos que anticipen la cantidad necesaria de triángulos para el cubrimiento. CUERPOS GEOMÉTRICOS Explorar, reconocer y usar características de los cuerpos geométricos para distinguir unos de otros Explorar, reconocer y usar características de los cuerpos geométricos para distinguir unos de otros Explorar, reconocer y usar características de los cuerpos geométricos para distinguir unos de otros Se trata de proponer problemas diversos que involucran la identificación de cuerpos dentro de una colección. La tarea es inicialmente exploratoria. Por ejemplo, se presenta a los alumnos una colección que incluya cuerpos geométricos de distinta cantidad de caras y aristas, distinta forma de caras, regulares e irregulares, con caras planas y curvos, (cubos, prismas, pirámides, cilindros, conos y esferas del mismo color y material) El maestro elige un cuerpo y ofrece algunas pistas que orientan su identificación por parte de los alumnos. Las pistas centran la atención en las características de los cuerpos que son objeto de trabajo en la clase. El docente no exigirá el uso de los nombres de cada cuerpo de la colección. Otro ejemplo podría ser agrupar cuerpos según sus características con la finalidad de explicitar los criterios que utilizaron para agruparlos. El maestro propondrá problemas diversos que involucran la identificación de cuerpos dentro de una colección, de manera tal de profundizar el reconocimiento y análisis de las características de los cuerpos. Se podrá avanzar en la incorporación de vocabulario específico referido a los elementos (arista, vértice, cara) y a las características (caras curvas y planas) de los cuerpos. Por ejemplo, se presenta una colección con cuerpos de distinta cantidad de caras y aristas, igualdad o desigualdad de las longitudes de las aristas, distinta forma de caras, regulares e irregulares, con caras planas y curvas, (cubos, prismas y pirámides de distintas bases, cilindros, conos y esferas del mismo color y material). El maestro elige un cuerpo sin decir cuál es y ofrece algunas pistas que orientan su identificación por parte de los alumnos y que permiten explicitar características de los cuerpos que son objeto de trabajo en la clase. El maestro propondrá problemas diversos que involucran la identificación de cuerpos dentro de una colección. A medida que se brindan nuevas oportunidades de enfrentarse a este tipo de problemas, se apunta a profundizar el reconocimiento y análisis de las características de los cuerpos. Se avanza en la incorporación de vocabulario específico referido a los elementos (arista, vértice, cara) y a las características (caras curvas y planas) de los cuerpos. Por ejemplo, analizar diferencias y similitudes entre cuerpos: cantidad de caras y aristas, igualdad o desigualdad de las longitudes de las aristas, distinta forma de caras, regulares e irregulares, con caras planas y curvas. Otro problema consiste en solicitar a un grupo que elabore un mensaje escrito (sin dibujos) que describa una configuración de cuerpos dada. Otro grupo deberá reproducir dicha configuración a partir del mensaje recibido. Al finalizar, se comparan ambas configuraciones para verificar si quedaron iguales. Este problema exige comunicar qué cuerpos y en qué posiciones se colocan, usando vocabulario específico para lograrlo. Reproducir cuerpos como medio para explorar algunas características de cubos y prismas Reproducir cuerpos como medio para explorar algunas características de cubos, prismas y pirámides Entre los problemas a proponer se encuentran los que implican confeccionar cuerpos con masa. Se trata de favorecer el análisis de las características de los cuerpos: cantidad de caras, caras curvas o planas, cantidad de vértices, etc. Posteriormente se podrá proponer reproducir cuerpos sin el modelo presente, confrontándolo luego con el original. De este modo se profundiza el análisis de las características antes mencionadas. Se trata de ofrecer problemas que permitan considerar algunas de las características de cada cuerpo geométrico. Por ejemplo, reproducir un cubo y un prisma a partir de usar varillas de diferentes longitudes (como aristas) y bolitas de plastilina (como vértices). Los alumnos inicialmente podrán construirlos con el modelo a la vista y progresivamente anticipar cuántos elementos de cada uno precisarán para realizarlo. Reproducir e interpretar reproducciones de cuerpos como medio para explorar algunas de sus características Entre los problemas a proponer se encuentran los que implican armado de cuerpos a partir de sus caras o de sus aristas y vértices. Los alumnos podrán, mediante diferentes materiales, anticipar qué elementos precisan para reproducir cada cuerpo. La confrontación posterior con el modelo permitirá dilucidar si la anticipación fue correcta. Otro tipo de problemas exige la interpretación y análisis de diferentes representaciones de cuerpos, poniendo especial atención en aquellas características que se preservan en la representación y cuáles no. Por ejemplo, analizar dibujos posibles de un cuerpo desde diferentes puntos de vista. Establecer relaciones entre cuerpos y figuras geométricas Establecer relaciones entre cuerpos y figuras geométricas Establecer relaciones entre cuerpos y figuras geométricas El maestro propondrá diversos problemas que involucran analizar las figuras que determinan las caras de los cuerpos. Por ejemplo, cubrir o armar un cuerpo con figuras, inicialmente ensayando y luego anticipando el tipo y cantidad necesaria de figuras. También se podrán presentar dibujos y los alumnos deberán determinar qué caras de qué cuerpos permitirían su cubrimiento. El maestro propondrá diversos problemas que involucran analizar las figuras que determinan las caras de los cuerpos. Por ejemplo, cubrir o armar un cuerpo con figuras, inicialmente ensayando y luego anticipando el tipo y cantidad necesaria de figuras. También se podrán presentar dibujos y los alumnos deberán determinar qué caras de qué cuerpos permitirían su cubrimiento. El maestro propondrá problemas diversos que involucran analizar las figuras necesarias para cubrir las caras de un cuerpo geométrico y la disposición de las mismas. Se deberán presentar desarrollos planos de diferentes cuerpos y solicitar a los alumnos que identifiquen el cuerpo al que corresponden. Posteriormente se podrá comprobar si la anticipación fue correcta armando el cuerpo. En otros casos se podrá presentar varios desarrollos planos, algunos de los cuales permiten armar el cuerpo y otros no. Los alumnos deberán determinar cuáles lo permiten y cómo se dieron cuenta. Otra clase de problemas exigirá cubrir o armar un cuerpo anticipando el tipo y cantidad necesaria de figuras. Por ejemplo, para armar un prisma de base hexagonal, anticipar la cantidad necesaria de rectángulos y hexágonos. Se podrá partir de la presentación de una colección de figuras que incluyan, además de las necesarias, otras innecesarias de modo de favorecer mayor precisión en la identificación de características de los cuerpos.