Wiskunde: denken door doen
In dit thema gaan de deelnemers aan het werk met concrete
voorbeelden waarbij wiskunde spelenderwijs naar boven komt.
Zo brengt het inpakken van ruimtelijke objecten ons op verrassende wijze
bij convexe omhulsels. Het inpakken van blokken in een kubus levert fraaie
algebra en redeneringen op. Een parabool ontstaat door rechte lijnen te
tekenen of te vouwen, maar ook door een knikker over een hellend vlak
te laten rollen. Veelhoeken vouwen nodigt uit tot redeneren. Kartonnetjes
helpen bij kwadraat afsplitsen.
Uit Schotland laten we enkele investigations zien waaruit na wat gepruts
met materialen leuke wiskundige problemen ontstaan die vragen om een oplossing.
We doen wedstrijdjes uit Hongarije die, hoe kan het ook anders in een
land dat wiskundig zo hoog aangeschreven staat, getaltheoretische achtergronden
hebben. Iedereen heeft wel eens het spel Yahtzee gespeeld, maar wist u
dat iemand het geheim ervan wiskundig heeft uitgezocht? We laten het zien.
We denken dat het `handwerk' op velerlei manieren ingezet kan worden in
de klas.
Handen uit de mouwen
we gaan wiskunde vouwen
Josephine Buskes, Kandinsky College, Nijmegen en
Ynske Schuringa-Schogt, Paasloo
vrijdag 14.00-15.30 uur (90 minuten, maximaal
25 deelnemers)
herhaling: zaterdag 9.15-11.00 uur
U hebt vast wel eens voor bommetje gespeeld in het
zwembad. Maar hebt u wel eens eigenhandig een waterbommetje gemaakt?
En wat heeft dat te maken met de Platonische veelvlakken? Voel je
kunstenaar als je gaat vouwen met de cirkelschijf. Kan dat een regelmatig
achtvlak opleveren? Een regelmatig twintigvlak? Wanneer je je vouwsel
ontvouwt zie je een intrigerend patroon van lijnen. Is dat nu een
regelmatige achthoek? Bewijs het maar.
Een parabool kun je vouwen. Maar parabolen ontstaan ook door rollende
knikkers. Stuiterende ballen en kleien brengen ons bij meetkundige
rijen!
Doen is ons uitgangspunt. Denken door doen geldt dan ook voor elke
deelnemer aan deze werkgroep, van de zij-instromer met wat minder
wiskundige bagage tot de ervaren vwo-studiehuisdocent.
U gaat vouwen in 2D en in 3D; de vouwsels in 2D zijn ideaal voor vlakvullingen.
Vervolgens denken we na over wat we gevouwen hebben en leveren we
enkele bewijzen.
Daarnaast doet u kleine onderzoekjes, naar Schots model, die goed
gebruikt kunnen worden als voorafje, ter illustratie, ter motivatie
of ter ondersteuning bij kwadraatafsplitsen, parabolen en meetkundige
rijen.
Optimaal Yahtzee spelen
Dr.ir. Tom Verhoeff
Faculteit Wiskunde en Informatica, TU Eindhoven
vrijdag 14.45-15.30
uur
Yahtzee is een populair familiespel met vijf
dobbelstenen. Spelers vergaren om de beurt dobbelpatronen en noteren
hiervoor punten op een scorekaart. De speler met de hoogste eindscore
wint. Solitaire Yahtzee speel je alleen, met als doel je score te
maximaliseren. Tijdens het spel zijn er een aantal keuzemomenten.
Menselijke spelers twijfelen vaak bij hun keuzes, omdat de afwegingen
gecompliceerd zijn. Met eenvoudige kansrekening op grafen en een snelle
computer kun je aan het spel rekenen.
In de voordracht leg ik kort de spelregels van Yahtzee uit. Vervolgens
sta ik stel bij criteria voor optimaal spelen en hoe je optimale spelstrategieen
kan bepalen. Ik stip ook even de praktische rekenproblemen aan vanwege
de grote toestandsruimte. Tenslotte geef ik wat concrete resultaten
met betrekking tot een optimale strategie voor Solitaire Yahtzee.
Een optimale speler voor Solitaire Yahtzee en een vaardigheidstest
zijn beschikbaar op het web: www.win.tue.nl/~wstomv/misc/yahtzee.
Daar kan ook een PC-programma worden opgehaald.
Tweemaal inpakken
Dr. Leon van den Broek
RSG Pantarijn, Wageningen en Faculteit Wiskunde, Universiteit Nijmegen
vrijdag 16.15-17.00
uur (maximaal 40 deelnemers)
Een voorwerp inpakken is een pakje maken waarin dat
voorwerp zit. Het in te pakken voorwerp bepaalt de vorm die het pakje
gaat krijgen. Voorwerpen pakken in iets is die voorwerpen in dat iets
(het pak) stoppen. Het pak bepaalt wat er in kan.
Inpakken
Als de caissière je aankoop inpakt, maakt het
niet zo veel uit of het pakpapier er strak omheen komt te zitten.
Maar in de wiskunde is het pas interessant als het papier perfect
om het voorwerp past. We gaan allerlei voorwerpen (wiskundige vormen)
in gedachten inpakken. Hoe zal het pakje eruit gaan zien? Vooral als
het voorwerp gebogen randen heeft, krijgen we verrassende resultaten.
Zie ook het novembernummer van Pythagoras (2003).
Pakken in
Verhuizers weten uit ervaring goed hoe ze dozen in een vrachtwagen
moeten stapelen om de ruimte goed te benutten. Een doos meer of minder
maakt trouwens niet zo veel uit. Maar in de wiskunde maken we ons
daar wel druk om.
Vier rechthoeken van a bij b kun je pakken in een vierkant van a
+ b bij a + b. Dit leidt tot de interessante
ongelijkheid 4ab "d (a
+ b)^2.
Hetzelfde gaan we in de ruimte proberen. Hoeveel blokken van a bij
b bij c kun je pakken in een kubus van a +
b + c bij a + b
+ c bij a + b
+ c?
Deze puzzel staat bekend als de Hoffman-puzzel. Hij leidt tot interessante
redeneringen.
Zie ook: www.puzzles.force9.co.uk/gall5/hoffman.htm
Strategische puzzels
uit Hongarije
Jeanne Breeman, Zwolle en
Berend Wielens, Mill-Hillcollege, Goirle
zaterdag 9.15-11.00
uur (90 minuten, maximaal 32 deelnemers)
Schoolwiskunde nodigt niet altijd uit tot denkexperimenten.
Vaak komen we niet veel verder dan reproduceren en toepassen van geleerde
kennis en vaardigheden, hooguit binnen een andere context.
Hoe zet je leerlingen echt aan tot nadenken? Hoe leer je ze niet tevreden
te zijn met zomaar een oplossing, maar pas met de beste oplossing?
Hoe leer je ze een optimale, dus winnende, strategie te ontwikkelen?
De rijke Hongaarse geschiedenis van wiskundekampen en wiskundewedstrijden
heeft een schat aan strategische puzzels opgeleverd, die een antwoord
zouden kunnen geven op deze vragen. De inleiders hebben tijdens twee
Plato-reizen naar Budapest kennis gemaakt met de puzzels van Lajos
Posa. Deze zijn uitdagend, uitermate bruikbaar in de klas, ideaal
voor groepswerk en er is geen specifieke voorkennis nodig.
In deze workshop worden de deelnemers zelf aan het werk gezet met
weegschalen, vreemde ganzenborden, deelbaarheid, duikboten en vallende
eieren.
|