pussel

Matematik i Genikampen – tredje avsnittet

Tredje avsnittet av Genikampen innehöll mycket matte! Så mycket att det inte hanns med att skriva om det innan avsnitt fyra kom ut. Avsnitt fyra och fem kommer jag däremot att slå ihop till ett inlägg.

Avsnitt tre innehöll tre tävlingar: allmänbildningspyramiden, bombdesarmering och pussel i duellen.

Pyramiden

I pyramidtävlingen skulle vi välja ett av fyra svarsalternativ på varje fråga, ställa in lådorna med de sidorna framåt och sedan klättra upp på pyramiden för att få en kontroll. Programledaren Micke skulle då säga hur många rätt vi hade (men förstås inte vilka som var rätt) och då kunde vi ändra lådorna till nästa kontroll. Det gällde att få alla rätt, men hur ska man göra om man inte kan svaret på frågorna?

Hade man fått veta vilka frågor man hade fått fel på, så skulle det inte ta mer än fyra testomgångar för att lyckas få alla rätt — då tar man ju bara hela tiden nästa alternativ på de som är fel. Eftersom man bara får veta antalet, så gäller det att chansa lite vilka frågor man hade fått fel på.

Mer om detta senare, men i verkliga förloppet hade vi verkligen tur med att snabbt få noll rätt.

Som sagt i programmet ger detta oss nu 3^10 = 59049 möjliga kombinationer för de rätta svaren som ska testat istället för 4^10 = 1048576, nästan 18 gånger färre det vill säga! I termer av utvunnen information är det till och med lite sämre att få fem rätt, då man inte vet vilka fem det är och resterande fem kan varieras på tre sätt, så antalet kombos som fortfarande funkar är:

${10 \choose 5}\cdot 3^5 = 61236$

Noll rätt är dessutom riktigt bra att få tidigt, då framtida manipulationer av lådor kan bara göras på tre sätt istället för fyra (om man nu kommer ihåg de felaktiga alternativen, men vi utgår från perfekt minne här förstås).

Nu är det intressant att avgöra vilken taktik som snabbast ger en alla rätt om man bara chansar (och inte använder faktakunskaper man tror man besitter, hade vi kunnat någon fråga så hade vi nog inte fått noll rätt :)).

För enkelhets skull jämför vi två taktiker: att chansa på en låda i taget eller att chansa på två lådor i taget (och sedan förändra dem en och en för att få båda rätt). Att vända på lådorna tar ungefär lika lång tid som att att vänta på svar från programledaren, så det är det totala antalet ”försök” som avgör tiden det tar att testa sig fram.

Om man vänder på en låda i taget (och har tre alternativ som kan vara rätt), så är det en på tre att man gissar rätt och två på tre att man gissar fel. I det andra fallet behöver man max gissa en gång till, sedan kan man gå vidare till nästa låda, eftersom man vet vilket alternativ som är rätt. Det allra sista kontrollen kan vi alltså bortse från (försumbart). Således, väntevärdet på antalet försök är:

$\frac{1}{3}\cdot 1 + \frac{2}{3}\cdot 2 = \frac{5}{3}$

Gör man detta för två lådor, blir väntevärdet då lite mer än 3.

Om vi vänder två lådor i taget kan vi få tre alternativ: antalet rätt ökar med 2, med 1 eller med 0. Om två lådor är rätt behövdes det då ett försök, om en låda är rätt, så behöver man först vända en av dem för att bestämma vilken låda som var rätt (om man vänder på den som var fel kommer antalet rätt öka med 0 eller 1 (det senare fallet händer med mycket liten sannolikhet), annars minska), sedan kommer man antingen behöva testa noll/ett alternativ till (om man vände på den lådan som var fel) eller ett/två alternativ (om man saboterade den lådan som var fel från början). Om man har däremot 0 rätt från början så vänder man på båda lådorna igen och sedan behöver vända en eller två gånger till för att få båda rätt. Totalt blir väntevärdet ungefär följande:

$\frac{1}{9}\cdot 1 + \frac{4}{9}\cdot (\frac{1}{2}\cdot (\frac{1}{3}\cdot 1 + \frac{2}{3}\cdot 2) + \frac{1}{2}\cdot (\frac{1}{3}\cdot 2 + \frac{2}{3}\cdot 3)) + \frac{4}{9}\cdot (\frac{1}{4}\cdot 2 + \frac{2}{4}\cdot 3 + \frac{1}{4}\cdot 2)$

vilket också är lite mer än 3!

Därför spelar det inte så stor roll om man testar en låda i taget eller två (och sedan fixar till lådorna en och en). I längden får man göra lika många försök i alla fall.

Sedan är ju frågan om man ska gå efter genomsnittsfallet (3 försök på båda strategierna), på värsta fallet (att man har maximalt otur) eller på det bästa fallet (att man har maximalt tur).

Första strategin (vända en låda i taget) har följande antal försök (innan man vet de rätta svaren) på vart och ett av fallen:

Värsta fallet: 5
Genomsnittsfallet: 3
Bästa fallet: 2

Andra strategin har följande:

Värsta fallet: 4
Genomsnittsfallet: 3
Bästa fallet: 1

Detta visar på att om man vill köra ”safe” så ska man satsa på andra strategin, då man behöver försöka färre gånger om man har otur. Men ointuitivt nog ska man också köra på den om man vill köra ”djärvt” och vill kunna klara pyramiden på färsta möjliga antalet försök. Den första strategin är helt enkelt för ”långsam”. Detta förutsätter att man har bra minne, men i övrigt tror jag båda lagen körde på den här strategin, vilket visar på en bra intuition för matematik och sannolikheter hos deltagarna.

Bombdesarmeringen

I andra tävlingen skulle lagen komma på ett kommunikationssystem för att kunna överföra siffrorna 0-9 och bokstäverna A-J utan ljud på ett långt avstånd till sina lagkamrater. För att inte hålla för mycket i huvudet kom båda lagen på ett system för antingen siffrorna eller bokstäverna och endast den typen skickades (gult lag skickade siffror, blått — bokstäver). Sedan översatte mottagarna på flotten: A=0, B=1, C=2 och så vidare. Detta system förutsätter att mottagarna inte till exempel råkar tänka att A=1. Effekten +/-1 är annars är ett vanligt fel vuxna brukar göra, till exempel när de programmerar eller beräknar antalet dagar i ett visst tidsintervall.

Systemet med siffror tyckte vi hade en fördel, eftersom uppgifterna gick ut på att få fram siffror, både i del 1 och del 2. Det hade varit lite extraarbete och osäkerheterna kommer in när man först ska översätta siffran till en bokstav, skicka bokstaven och sedan ska bokstaven översättas tillbaka till siffran i del 1. Men det verkade blå laget klara bra, det var inte det som var svårast, utan att lösa uppgifterna var det. Sedan är det ju en fördel i andra delen, att skicka bokstäverna direkt. I vilket fall blir det samma antal översättningarna för båda strategierna i andra delen.

När jag ändå pratar om osäkerhetsfaktorer, så är det just på grund av dem som det hade varit bra att skicka all information på en gång i andra omgången. Dykaren får veta fem bokstäver vars motsvarande kablar hen ska klippa. OM man räknat fel så finns det stor sannolikhet att kabeln med bokstaven inte ens finns. (OM man till exempel får två likadana siffror som svar så vet man redan på berget att man har gjort fel. Det vet man inte om man skickar en siffra i taget.) Då kan dykaren låta bli att klippa något och säga att en viss bokstav inte finns, vilket mottaggarna får försöka kommunicera tillbaka till räknarna.

Lag gult hann inte dock skicka ut någon information i del 2, utav vi fokuserade på att kontrollräkna istället då vi inte fick några likadana siffror.

Vad gäller del 1 så var det bra att skicka ett lås i taget, då man kan kolla just ett lås i taget (och inte en siffra i taget), om det är rätt, och kostnaden för fel är mycket mindre.

Här hittar du lösningar till alla uppgifter. Som jag nämner i det inlägget så kunde man löst uppgifterna på ett ännu smartare sätt, då man visste att svaret skulle bli en siffra. En smart lösning som min kompis Johan B tipsade mig till uppgiften

((√256 x 20 − 25^2 + 15^2 + 3^4) x 10) / 5 = ?

är följande:

Vi vill veta vilken siffra som resultatet är, därför räcker det att betrakta uppgiften ”modulo 10”, det vill säga studera slutsiffram i varje steg. Till exempel ser vi att vi har uttrycket (√256 x 20 − 252 + 152 + 34) x 2, därför kommer siffran att bli jämn. Och därför räcker att kolla vad uttrycket innan x 2 kommer att vara modulo 5. √256 x 20 slutar på 0 oavsett vad √256 är, därför kan vi strunta i att räkna ut det. − 25^2 + 15^2 är båda delbara med 5 och därför inte kommer bidra till sista siffran när man multiplicerar med 2 i slutet. 3^4 är det enda viktiga och vi kan räkna ut att det slutar på 1. Därför blir slutsiffran 1×2=2.

På liknande sätt kunde man ha gjort med kabel 3-uppgiften (försök själv!)

(15 – 7)(1500 – 25) – 2200 x 3 – 8^4 – 2^10 – 79 = ?

Pusselduellen

Det var svårt att se pusslen under programinspelningen, så vi roade oss med att räkna antalet kombinationer som varje pussel kunde vara i. Sedan gäller det förstås att hitta en bra sökväg mellan alternativen för att lösa pusslen snabbt.

Första pusslet består av sex bitar. Det var kanske givet vilken bit som skulle vara längst ner (om det inte var givet kunde man ta en godtycklig bit), så de resterande bitarna kan du placera på 5!*8^5 = 3932160 olika sätt (när du väl väljer en bit och en plats kan du vrida biten på 8 olika sätt vid den platsen, givetvis kommer de flesta sätt att direkt inte passa). Det är såklart inte rimligt att testa alla de sätten då en människa kan direkt se vad som passar och vad som inte passar. Ganska enkel brute force löser uppgiften i det här fallet.

Andra pusslet bestod av 18 bitar! Om man nu bara testar att lägga ner dem som en apa (utan att bry sig om hålen), så kan man göra det på 18!*4^18 sätt (varje pinne kan placeras på 4 sätt, em kombination av bak-och-fram eller inte och upp-och-ner eller inte), och det är för stort för att få plats i Google miniräknare-fönstret (storleksordningen 10^26)! Sedan kan man ha vissa symmetrier på hela konstruktioner, men det är bara en liten konstant som man delar med.
Man kan inte minska sökvägen jättemycket här heller, utan det finns väldigt många kombinationer ändå. Man får utgå från olika bitsorter och testa att starta på olika sätt. Inte konstigt att det tog lång tid…

Tredje pusslet är lättare än den andra, då det innehåller färre bitar. Här är tricket att börja med den största biten, den med mest volym och testa alla möjligheter för hur den kan sitta i den stora (än imaginära) kuben. Sedan ska den näst största biten in och så vidare. På så sätt kapar man sökträdet som bäst i början. Här är det svårt att uppskatta antalet kombinationer som behöver ”testas”, då pusslet har en mycket oregelbunden struktur.

En lektion för små barn i kombinatorik

Detta är en kortfattad planering av en del av en lektion med barn på 5, 6, 7 respektive 10 år. Där det inte står något är aktiviteterna riktade åt de yngre barnen.

Här kan du se vad vi tidigare har gått igenom.

Kombinatorik

Kombinatorik är läran om kombinationer och permutationer, men för mig är det helt enkelt ett grundläggande tankesätt när man håller på med problemlösning. När du till exempel väljer vad du ska ha på dig på en festkväll är det kombinatoriken som säger om du har testat alla … kombinationer.

Samma teori hjälper dig när du lägger pussel. Kombinatoriken hjälper dig att testa de likadana ljusblå bitarna till himlen systematiskt istället för att bara slumptesta. Problemet löses snabbare och du är säkrare på att du har löst det!

Vissa av mina matematiker älskar kombinatorik, vissa ser det bara som ett oundvikligt redskap. Själv är jag väldigt tacksam för att min pappa lärde mig kombinatorik tidigt, redan vid 11 års åldern ungefär.

Om du är osäker på vad ämnet innebär rent praktiskt, kolla aktiviteterna nedan. Lekarna skall tjäna som en slags introduktion till ämnet.

Uppdrag med gubbar och hus

För att leka uppställning i olika rader och ringar är det bra att ha likadana objekt i olika färger. Så varför inte spelgubbar?

Jag plockade fram spelet Arkadia ut hyllan och upptäckte massa potential i spelkomponenterna:

På bilden ser ni gubbar i fem olika färger (jag kommer använda 11 i varje färg), torn som går att stapla på varandra, olika slags pengarbrickor, tetrisliknande brickor och kort. Längst bak till vänster ser ni ”tält” som det går att hänga upp små flaggor på.

Vi ska leka ”Köpmännens stad”, där barnen får svara på olika svåra frågor eller utföra olika svåra uppgifter (beroende på vad det är för ålder). För varje klarat uppdrag hängs en flagga upp. Målet är att ha så många flaggor som möjligt uppe.

5 år

För de minsta barnen handlar kombinatorik om att räkna, gruppera och jämföra. Följande uppgifter kan vara lämpliga:
– Gubbarna står i olika grupper. Hitta en siffra som motsvarar antalet gubbar i gruppen (1,2,3,4 etc.) och lägg den bredvid gruppen. Vilken grupp är störst? Vilken är minst?
– Vilka är fler: de gröna eller de gula gubbarna (lösningen är att para ihop dem, en gul med en grön och se om någon sort blir över)?
– Arrangera alla gubbarna (det är 55 stycken) i trianglar, så att hörnen ugörs av var sin gubbe. Arrangera gubbarna i cirklar. Arrangera gubbarna i en jättestor rektangel, om det går.
– Varje gubbe ska få var sitt mynt. Plocka fram så mycket mynt, som gubbarna skall ha tillsammans (5- och 10-myntbrickor får användas).
– Nu går gubbarna hem. Kan ni placera dem i grupper så som de var i början? (Siffrorna 1,2,3,4 etc. ligger kvar och hjälper till).

6 år

Några frågor kan vara samma som för femåringarna. Dessutom är det dags att börja med riktiga kombinationer.
– Gubbarna bestämde sig för att prata med några nya människor (köpmän av annan färg). Kan man dela upp gubbarna i par så att alla är med någon annan färg (Svar: alla utom en gubbe går att dela in i par)?
– Nu skulle gubbarna bilda lag, där tre olikafärgade köpmän skulle ingå. Hur många olika sortes lag kan bildas (Svar: 10 stycken)?
– Kan de tio lagen ställas ihop i en stor ring, så att inga två gubbar av samma färg står bredvid varandra?
– Efter att barnen ställer tillbaka gubbarna så som de stod i början, plockar jag bort några stycken under tiden som barnen blundar. Sedan skall barnen titta på bordet och försöka lista ut hur många jag tog bort.

Efter uppdragen kan vi röra på oss lite. Barnen, uppdelade i två grupper, ställer sig i en ring. Sedan skall de byta plats inom sin grupp så att det inte blir samma ring som förut. Hur många olika ringar kan bildas? (Svar: är de 3 stycken, finns det 2 olika ringar, är de 4 stycken, finns det 6 olika ringar.)

7 år

En del uppdrag lånar jag från sexåringarna, speciellt det sista om ringar. Med med sjuåringarna anteckngar vi de olika ringarna mha gubbarna i olika färger. Andra uppgifter kan vara:
– Hur många gubbar är det totalt? Gubbarna/siffrorna får grupperas om för att det skall vara enklare att räkna.
– Nu står det rätt antal gubbar i varje rum, men inte alla har rätt färg. Går det att återställa situationen i början, genom att man får gå en gubbe i taget? Om en gubbe går in i en grupp och det blir för många gubbar i gruppen, måste en ny går ur gruppen och fortsätta vidare på samma sätt. Matematiskt handlar det om att faktorisera en permutation i en produkt av cykler. Vilket alltid går.
– Vilket antal små torn går att bygga ihop till en stor triangel? (Svar: 1,3,6,10 osv. Dessa tal kallas just ”triangeltal”.)Är totala antalet gubbar ett triangeltal? (Svar: ja)
– På hur många sätt kan ni ställa er på en rad? Kan ni hitta på en egenskap för varje sätt? (T.ex.: länggordning, bokstavsordning etc.)

10 år

Frågorna om triangeltal, rader och ringar är som för sjuåringarna. Förutom det får tioåringarna problem i stil med:
– Kan 6 gubbar ställas ut på planet, så att det är 2 stycken vid varje kant?
– Kan gubbarna arrangeras om, så att antalet är detsamma (1,2,…,11), men färgerna är så olika som möjligt. Kan det vara så att det högst är 2 gubbar av varje färg i en och samma grupp? (Svar: nej, enligt lådprincipen måste gruppen med 11 personer innehålla minst 3 av samma färg.)

Efter väl avklarade uppdrag skall vi göra gamla hederliga pussel. Förutom att det inte finns någon bild och formen på bitarna är oregelbunden!

Minne

Ett välkänt spel som tränar minne är att en person säger ett ord. Till exempel, om kategorin är ”saker i rummet” kan första personen säga ”bord”. Den andra personen måste då säger det förra ordet, samt ett ord till: ”bord, tavla”. Nästa säger ”bord, tavla, dator”. Och så fortsätter man tills någon gör fel: glömmer bort ordningen eller orden, eller säger ett ord som redan har sagts. Då kan man byta kategori.

Den här leken passar stora som små och tränar både språk, minne och kategorisering.

Einsteins pussel

De äldre barnen är mogna för ett logikpussel. Sjuåringarna får klura på ett 3×3-pussel, de äldre kan ta sig an något i stil med 5×4.

Logiskt tänkande med små barn: träff 5 och 6

Jag fortsätter mina lektioner med små barn i Stockholm. Läs om de föregående träffarna:

1 & 2
3 & 4

eller fortsätt läsa det här inlägget. Notera att ordningen inte är kronologisk och att inte alla aktiviteter förekommer på alla lektioner.

Geometri för barn

De senaste gångerna har vi fortsatt att öva på geometri, nämligen att rita linjer. Boken hade några övningar på linjer man skulle rita av och barnen fick i princip välja bild själva.

Några få lyckades kopiera bilderna skalenligt, de flesta behöll formen men gjorde själva bilder i större skala än originalet.

Stjärnbilder

För att fortsätta öva på att använda linjal försökte jag komma på en uppgift där barnen skulle sammanbinda punkter med linjer. Till slut slog det mig: stjärnbilder!

Jag skrev ut 12 stycken osammanbundna bilder:

Först pratade vi om himlen och vad man kan se där under natten. Sedan fick varje barn en sådan lapp tilsammans med en liten linjal, samtidigt som jag visade en bild där någon hade sammabundit punkterna utan linjal (jag gjorde det själv i paint). Jag försökte trycka på att det såg så fult ut, men att de skulle minsann kunna göra ett bättre jobb tillsammans med sina linjaler. Men jag tror inte riktigt den fula ”bilden” gav någon effekt.

Barnens egna fantasi satte igång och de började hitta på egna bilder (”stjärnbilden robot”, ”stjärnbilden cirkus”) och de upptcäkte efter ett tag att gick snabbare att rita linjerna utan linjal och det blev snyggt ändå.

Det blev ett rättvisst misslyckande, för man ska ju inte använda linjal när man inte egentligen behöver, och barnen förstod det. Nästa uppgift med linjaler bör innehålla långa sträckor.

Hur som helst hade barnen mycket skoj då de hitta på egna varianter av sjtärnbilder. Själv lärde jag mig några nya konstellationer och kan numera känna igen något annat än Karlavagnen och Orion på natthimlen. Jag hoppas att barnen kan göra det också. Stjärnpositionerna var ju desamma i deras bilder som på himlen, sammanbindningen spelar ju ingen roll.

Höger och vänster

Några av uppgifterna i geometriboken handlade om höger/vänster och över/under, så varje barn fick en fråga på det.

Jag tycker att det är viktigt att varje barn får chans till en egen fråga, så att han eller hon blir hörd (och förhörd), men det finns ett problem med de andra barnen. Vad ska de göra under tiden? Om de får lyssna på frågan, vill de blanda sig i och svara istället för den tillfrågade. Om de inte får lyssna, har de istället tråkigt. Det gäller nog att tilldela barnen sin egen uppsättning av objekt och/eller uppgifter, så att de kan koncentrera på och leka med det som är framför dem. Jag ska nog trycka upp uppgifterna i flera exemplar nästa gång.

Då jag märkte att barnen var osäkra på vänster/höger, lekte jag några lekar med dem som handlade om det. Vi brukar sitta runt ett bord, så jag bad alla att peka på sin högra granne (så att alla blev pekade på, om det fanns tomma stolar, ignorerade vi dem), sedan på sin vänstra granne. Räcka upp sin högra hand, trampa med sin vänstra fot etc. Många barn har fortfarande svårt för höger och vänster, men de vet nu i vilket fall att det är en relativ riktning.

Jag ställde även svåra frågor till barnen, t.ex. ”Vem är Karolinas vänstra granne?” (frågan ställs till någon annan än Karolina). Svaren var oftast rätt trots att frågorna kan vara förvirrande om t.ex. barnet i fråga sitter mitt emot och man måste tänka på hans eller hennes vänster istället för sitt eget.

Laglekar

Som tidigare behöver gruppen jag har kring lunch att röra på sig i början av lektionen. Jag försöker variera lekarna.

Under träff 5 fick de springa över klassrummet till ett bord med olika tärningar, springa tillbaka och slå den. Om det blev en etta fick de poäng. Sedan skulle de upprepa proceduren, fast denna gång med en ny tärning. Alla var ett lag tillsammans och det gällde att få 10 poäng på snabbast tid. De var sex stycken och de klarade det på drygt 1 minut (klassrummet var ganska långt)!

Pojken med den sista ettan tyckte att han vann förstås, men jag försökte poängtera att de tävlade som ett lag. Jag skrev även deras tid med stora siffror på en A4 och sa att det var deras rekord.

Under träff 5 lekte de emellertid som två lag (tre barn i varje). Jag placerade ut alla brickorna till Färgkoden (se tidigare inlägg) på stolarna i klassrummet och det gällde för laget att hitta de tre brickorna de behövde till deras egna bild. Och sedan sätta ihop bilden så snabbt som möjligt. Brickorna som inte tillhörde något av lagen skulle de ge till mig.

Lagen hittade brickorna ungefär samtidigt, men ena laget fick något lättare pussel tror jag och de klarade det något snabbare också (och då vann).

Para ihop kinesiska tecken

Tidigare försökte jag få barnen att para ihop likadan figurer, men jag hade för svår nivå på figurerna. Länge försökte jag komma på vad jag skulle ha för bilder som vore skoj att bara ihop (det skulle inte vara för enkelt och inte heller för svårt).

Till slut bestämde jag min för kinesiska tecken. För en nybörjare är de ganska lika sinsemellan. Men tittar man noga, ser man skillnaderna. Jag berättade för barnen att vi idag inte skulle lära oss kinesiska, utan bara hitta par av likadan tecken. Varje tecken på vänstra halvan av pappret hade ett par i den högra sidan av pappret.

Jag tror att 20 par blev lite för mycket. Ungefär 15 barn fick den här uppgiften och jag tror att bara två blev klara innan några andra barn i gruppen blev uttråkade (då brukar jag avsluta en aktivitet).

Slå in en kub

Inte alla figurer som består av 6 rutor funkar som omslag till en kub. Det finns egentligen många fler som inte funkar än de som funkar.

Jag förberedde några små sanna och falska omslags som barnen fick testa på tärningar. Ifall alla tärningens sex sidor täcktes fick barnet behålla omslaget (om få barn deltog i leken, fick de behålla flera stycken som ”poäng”). De falska omslagen, som täckte fyra eller fem sidor (och således någon sida blev dubbeltäckt) skulle kastas bort. När alla omslag hade testats, hade alla barn fått var sitt unikt omslag. Då fick de komma fram till bordet där stora omslag (storleken passade till en Rubiks kub) låg framme, alla i olika färger. Bland de stora fick de hitta sitt eget (lite träning i likformighet!). Några hittade sin form snabbt, om det såg speciellt ut, som bokstaven T till exempel. Andra hade det svårare då de var tvungna att ibland vända på sin egen figur upp och ner eller rotera den för att hitta en stor figur med samma form. När alla hittade var sitt stort omslag, slog vi in Rubiks kub i sju stycken olikafärgade omslagspapper. Det blev väldigt vackert!

Jag är ganska stolt över den här uppgiften. Barnen tyckte om det vackra resultatet på slutet och att de var delaktiga i processen. Genomförandet kan bli lite stökigt om några barn blir klara mycket snabbare än andra, men man kan lösa detta genom att ropa fram dem en och en till det stora bordet, allt eftersom de blir klara.

Röra på sig lite

Efter en rekommendation från en annan lärare, som sade att små barn inte hade fysiologi nog att sitta stilla i mer än 20 minuter, har jag sett till att de rör på sig i mitten av lektionen, åtminstone i en halv minut. De senaste gångerna har jag kört med en dikt på ryska, där barnen ska upprepa rörelser efter mig.
Den översätts ungefär så här:

Ett – ställ dig upp och sträck upp armarna
Två – böj dig ner och sen sträck på dig
Klappa händerna tre gånger
Nicka tre gånger
På fyra sträck ut händerna
Fem – vifta med händerna
Sex – sätt dig tyst på din plats

Det rimmar på ryska och är en jättebra ramsa, då barnen faktiskt sätter sig ner väldigt tyst på slutet.

En ska bort

Ett viktigt begrepp att lära sig i 5-6 års åldern är klassificering. Sen skadar det inte om barnen börjar resonera. Dessutom är det viktigt i matten att lära sig att det kan finnas fler än ett rätt svar.

En perfekt kombination av alla dessa saker är leken ”en ska bort” (eller ”den fjärde är annorlunda”). En bild med fyra föremål visas och man ska säga vilket det är som skiljer sig från de andra. Och sedan förklara varför.

På bilden ovan finns åtminstone två rimliga svar: ballongen (de andra är insekter) och larven (den kan inte flyga). Oftast ger barnen det mest uppenbara svaret, men ibland kommer något icketrivial som i fallen med en hund, en anka, en höna och en gås. Svaret blev hönan, för att den inte kunde simma.

Alla alternativa svar uppmuntrades av mig, om de hade en förklaring. Om förklaringen inte riktigt funkade ställde jag en motfråga (t.ex. är det verkligen så att musen inte är ett husdjur?). Jag körde igenom 10 bilduppsättningar, några blev personliga och några fick barnen lösa tillsammans (eller den som först kom på något svar fick prata först också).

Vilka är fler?

Inspirerad av pedagogen Zvonkin (som i sin tur hämtade idéerna från utvecklingspsykologen Piaget) testade jag mängdbegreppet på barnen. Jag ställde upp två rader med pjäser, blåa mittemot gula (9 stycken var). Jag kallade dem för soldatarméer och frågade vilka skulle vinna. Av någon anledning hade barnen färgpreferenser och tyckte t.ex. att de blå skulle vinna. Sedan tog jag bort en av de blåa soldaterna och frågade vilka som nu skulle vinna. Förstås vad svaret nu ”gula”.

Sedan kommer någonting förvånande, men som jag väntat mig efter att ha läst boken. Jag drar ut raden med blåa soldater (så att det blir större avstånd dem emellan) så att den blir lika lång som den gula. Vilka vinner nu?

”Ingen!”, svarar barnen. För dem finns det lika många blå som gula eftersom de bildar lika lång rad. Jag upprepar proceduren och tar bort fler och fler blå soldater. Till slut (när det finns 2-4 blå pjäser kvar) märker de att något är på tok. Nu påstår de att gula faktiskt vinner. ”Varför?”, frågar jag och får förklaringen att det faktiskt nu finns långa tomrum mellan de blåa pjäserna. En gul pjäs kan få plats där.

Det ska bli kul att se när begreppet antal bli skilt från mängdbegreppet, så att barnen märker även på första steget att soldaterna inte är lika många.

6 bitars-pussel

Jag har några mjuka pussel, där man egentligen ska bygga en kub av 6 bitar. Men att lägga dem tillbaka i ramen är inte trivialt heller. Jag har bara 4 stycken sådana pussel, så bara barnen i din lilla gruppen fick leka med dem tyvärr. Ska skaffa fler när jag får chansen!

puzzle_cube — Så här såg pusslen ut ungefär

Pusslen är trevliga att hålla på med, för bitarna är stora och färgglada. De är rekommenderade från 7 år och jag skulle nog hålla med rekommendationen. Barnen klarade att lägga dem men bara med min hjälp (i de flesta fallen). Jag sa åt barnen att man inte bara kunde lägga in bitarna utefter form, men också utefter mönster (man kan se på kantgränserna ifall mönstret fortsätter som det ska). Men mönstret är inte jättetydligt så det var svårt för dem att följa det.

Det lite tråkiga med sådana uppgifter är att man ska sitta själv och hålla på med det. Om jag organiserar en sådan aktivitet vill jag ha tillgång till många pussel samtidigt, så att varje barn kan ha något att göra om han eller hon blir klar.

Film

Vi fortsatte att kolla på tv-serien. Vi såg ett 9-minuters avsnitt som handlade om på vilket sätt talen från 1 till 20 består av siffror. Egentligen handlade det om att bosätta passagerare i deras hytter på ett skepp och hur man skulle göra för att var och en visste vart man skulle gå. Givetvis blev det missförstånd på slutet, då två av passagerarna tyckte att de fick likadana biljetter (en lapp med ett tal på). Kan du gissa vilka nummer det var på deras hytter? :)

Logiskt tänkande med små barn: träff 3 och 4

Jag fortsätter mina lektioner med små barn i Stockholm. Läs om de första två träffarna eller fortsätt läsa det här inlägget. Notera att ordningen inte är kronologisk och att inte alla aktiviteter förekommer på alla lektioner.

Geometri för barn

Det vore svårt för mig att föra lektioner utan att ha någon litteratur som bas. Jag gjorde ett nytt försök denna gång att använda mig av en bok riktad till små barn som handlar om matte. Denna gång var det ”Geometri för de minsta” av V.G.Zhitomirskiy och L.N.Shevrin, en bok som gavs ut 1975 i Moskva.

Boken är riktad till förskolebarn och lär ut begrepp som punkt, linje, triangel etc. med hjälp av en levande berättelse. Jag läser berättelsen för mina barn och gör några av övningarna som finns i boken (samtidigt som karaktärerna i boken, lär vi oss att rita olika linjer, bl.a. räta med hjälp av linjal). Tanken är att barnen ska bli bekanta med geometriska objekt och samtidigt övar på att framställa dessa.

Det här bokexperimentet har börjat väldigt bra. Jag kör geometrin i början av timmen, och barnen verkar vara sugna på att göra uppgifterna. Efter ett bra tag (10 minuter är väldigt lång tid i sammanhanget för att hålla på med en och samma sorts uppgift) börjar de hitta på egna saker att rita, helt enkelt för att de är sugna på att rita.

I början hade jag med tuschpennor, men då de förstörs lätt om barnet trycker för hårt, har jag börjat köra med vanliga (blyerts-)färgpennor. Viktigt är dock att dela ut välfungerande penna med synlig färg till varje elev.

Klappar

Klappleken är något jag gärna kör med mina vuxna vänner. Den går ut på att man sitter runt ett bord och alla deltagarna lägger fram båda händerna på bordet.

Kort och gott handlar det om att man ska klappa rätt hand i rätt tid. ”Klappen” börjar med någons hand och sedan ska alla händer klappa en gång i tur och ordning (medsols till exempel). Någon hand kan genomför en dubbelklapp och i så fall byter man riktning. Klappar någon vid fel tillfälle eller är väldigt försenad med klappen när hon eller han faktiskt ska klappa, förlorar den personen en hand (vi hugger inte av handen, utan bara tar bort den från bordet). Man spelar tills det är 2-3 personer kvar och då har de vunnit.

Möjligen var det för tidigt att köra leken med de sexåriga barnen. Jag tror inte alla reglerna var självklara, dessutom vill några av barnen förstås fuska (att inte ta bort handen när man gjorde fel), vilket sabbade leken för alla andra. Det är möjligt att barnen uppfattade att de skulle härma mina rörelser (jag klappade med högra handen först och sedan vänstra), men för barnen mittemot blev ordningen fel om de försökte spegla mig.

Para ihop krångliga figurer

Jag hittade en uppgift på nätet där krångliga figurer skulle paras ihop, om de hade exakt samma form. Varje person fick en egen lapp med figurerna, men för de allra flesta gick det inte att se så mycket skillnader. Jag hjälpte till då genom att klippa ut de gula figurerna så att de i tur i ordning kunde läggas på röda och jämföras, vilket hjälpte några av barnen, men långt ifrån alla.

Jag tror uppgiften är bra, men något enklare figurer nästa gång!

Siffersallad

Jag hade några blanka vita kort som kom till användning. På varje kort skrev jag fyra siffror, varje siffra i egen färg, t.ex. 2 3 7 0.

Siffersallad är en lek där idén är hämtad från leken ”fruktsallad”, en lek för att grupp människor ska byta plats och samtidigt lära känna varandra. I vårt fall blev reglerna så här: jag ropar ut en siffra, och alla barn som har den siffran på kort ska gå från sin plats och sätta sig på en annan. T.ex. säger jag 7 så byter alla som har siffran 7 plats, medan alla andra sitter still.

Det var viktigt att fråga alla barnen, innan leken började, vad de hade för siffror på sitt kort, vilket jag tyvärr inte gjorde alla gånger. Under leken fick jag frågor vad vissa siffror var, några undrade t.ex. om nian var en sexa.

Många tyckte om att gå upp och röra på sig, så de ville också ropa ut siffror. Jag lät varje barn ropa ut en siffra och de tog givetvis en av siffrorna på kortet. Några enstaka gånger sades två siffror (”de som har 4 eller 5 byter plats), jag vill långsamt ut lära ut konceptet ”matematiskt eller” till barnen.

Knuten

En annan fysisk lek är knuten. Alla barnen ställer sig en ring, sträcker fram båda armarna och blundar. Sedan går de framåt och med varje hand ska de greppa en annan hand. När handgreppandet är klart, får de öppna ögonen. Nu får de inte släppa taget, utan måste lösa upp den ”knuten” som har bildas. Man får vända på sig, går över de andra barnens grepp, gå under greppet etc. Ibland består den upplösta knuten av flera människoringar (kan också hända att vissa personer måste stå bak och fram i slutändan).

De barnen som var med tyckte det var en rolig lek. Femåringarna hade svårt med reglerna om att man skulle ta tag i nån annans (lediga) hand utan greppade bara i någons axel eller redan upptagna handtag, så jag fick styra dem lite. Kanske ska jag nästa gång bestämma själv hur de ska hålla varandra i händerna och på så sätt garantera mig om att få en knut.

Det var synd att inte alla barnen ville vara med löken, de kanske tyckte att det var suspekt med fysisk kontakt, eller hade nåt emot att ställa sig i en ring. Då blev leken mycket enklare och snabbare för de barn som var kvar. Det är roligast att köra om 5 eller fler barn deltar.

Spel

Jag tog med ett tyskt spel, egentligen för att de spela med de äldre barnen (tioåringarna). Men vi spelade det även med några av sexåringarna i eftermiddagsgruppen. Alla barnen som testat att spela det var väldigt förtjusta i att spela, även om de inte hade lyckats vinna.

Jag tror att spel är ett väldigt bra sätt att utveckla barnens tänkande och vissa färdigheter. Just det här spelet är rekommenderat från 8 år. Man ska kunna ha bra koll på siffrorna från 1 till 15, samt kunna jämföra dem. Och för att vinna ska man även kunna ha koll på andra spelare och försöka komma ihåg ifall de har använt sina bästa siffror redan eller inte.

Det kan hända att jag kommer tillverka en förenklad version av spelet för fem- och sexåringar. Viktigt är att det ska vara enkelt för dem att hålla i korten, ha översikt överhanden och så ska reglerna inte vara så svåra förstås.

Fysisk övning

Sexåringarnas förmiddagsgrupp kommer till mina lektioner utan att ha någon egentligen rast innan. Lektionen före är ryska och de sitter i princip stilla under en timme. Tillsammans med föräldrarna har jag kommit fram till att det är nödvändigt för barnen att röra på sig (”springa av sig”) under kontrollerad form i början av lektionen.

Så under träff fyra började vi med att hitta på rörelser och utförde dem. T.ex. klappa en gång, stampa två gånger, nicka tre gånger etc. Varje barn fick en siffra och kunde hitta på en egen rörelse. Vi körde från 1 till 10 och möjligtvis blev leken för lång i och med 10 varv runt bordet. Men spring under 2 minuter ungefär tror jag blir optimalt nästa gång.

Rymden

Ett av barnen berättade för mig att han tyckte om rymden och ville att vi skulle ta upp det på lektionerna. Jag försökte göra en uppgift för alla, som skulle använda sig av logiskt tänkande.

Jag skrev ut en bild på Jorden och några atmosfärlager runt den. Dessutom hade jag små bilder på objekt i rymden/himlen: en raket, en asteroid, ett flygplan, en ballong och en rymdstation. Uppgiften var att placera ut objekten på bilden beroende på deras relativa avstånd från Jorden.

Barnen tyckte om bilderna, men uppgiften blev lite luddigt formulerad. Dessutom är det svår att placera ut t.ex. raketen på rätt sätt – den kan väl vara på jorden eller precis lyft eller jättelångt bort? Men barnen förstod att ballonger och flygplan var nära Jorden och det är väl det viktigaste.

Jag berättade om att asteroider kunde falla ner på Jorden och
det tyckte barnen var lite häftigt tror jag.

Bygga labyrint

Jag berättade om spelet Färgkoden i förra inlägget. Labyrintspelet kommer från samma tillverkare. Det går ut på att arrangera 9 brickor, som har vägar på sig i ett vägnät. På utkanten av spelplanet finns bilder (äppelträdet, räven, haren, farmor etc.) Vägen ska se ut på så sätt att det ska vara möjligt för vissa av figurerna att komma fram till andra.

Spelet är långt ifrån trivialt och även de enklaste uppgifterna kan vara svåra att lösa. Barnen tycker om att försöka lösa uppgifterna, men tyvärr är det svårt att leka mer än en samtidigt. Är någons tur att leka får de andra hjälpe honom eller henne, men det slutade ofta med att det mer dominanta barnet tar över och börjar lägga brickorna.

Jag kommer ta med spelet när vi har ”pusselstund”, där varje barnen kan få eget spel eller pussel att sysselsätta sig med. På fjärde träffen uppstod en sådan stund naturligt i några minuter, då de nyfikna barnen gick runt och snokade efter vad jag hade med mig för någonting. Givetvis hittade de ofta något pussel och började leka med det spontant och då känns det helt fel att stoppa dem.

Film

I slutet av träff fyra kollade vi på en liten film med sexåringarna. Det är ett amerikanskt program för barn (duh), där sifferfamiljen (Number Crew) sköter ett skepp med många djurpassagerare. Under resans gång lär man sig att räkna och använda siffror.

Barnen satt som klistrade till stolarna när jag satte på filmen på datorn. Jag tror inte någon av dem var ouppmärksam ens en sekund :) Perfekt aktivitet för mig att köra på slutet av lektionen då jag kan plocka ihop alla andra pussel.

Filmerna skulle nog inte passa alla femåringarna. De innehåller räkning till 20 redan i första avsnittet, så det kan eventuellt bli för mycket på en gång för de som inte kan räkna till 10 än.

Läsa berättelse

Jag fortsätter läsa berättelsen om Kubarik och Tomatik, men endast för de femåriga barnen. Jag borde verkligen göra berättelsen mer interaktiv, så att de blir roligare för barnen att lyssna. En av träffarna handlade sagan om vad som hände på natten, så jag började med att fråga ut barnen först om hur man visste att det var natt just nu. Jag bad de även att rita natt. Då sattes de in i berättelsen bättre.

Jag ville tro att mina lektioner blir bättre nu när jag lär känna de olika barnen och deras behov lite bättre. Mina grupper är verkligen olika och det spelar stor roll vilken tid på dagen det är. Samtidigt har barnen träffat mig några gånger nu och vågar vara sig själva, nu när de sett att jag är snäll :)

Kenken och set

För den som tröttnat på Sudoku och Battleships vill jag föreslå ett par andra pussel.

Den första är kenken, ett spel som självaste Gunnar Berg spenderar timmar med! Till synes liknar pusslet sudoku, men man får inte lika många siffror utsatta från början. Det gäller att fylla tabellen så att siffrorna inom varje rad respektive kolonn är olika (siffrorna skall vara från 1 till tabellens storlek). Dessutom skall olikaformade rutor ge ett visst resultat med given operation. Står det 15+ till exempel, så ska siffrornas summa i området vara 15.

Det pusslet är lite roligare än sudoku tycker jag. Man får öva på lite fler tekniker. Det bästa man kan göra för att lösa pusslet är att tillämpa den så kallade flaskhalsprincipen. Man börjar med den platsen, där det finns så få möjligheter som möjligt. Till exempel, står det 4x i ett område innehållande två rutor, så vet man att talens produkt skall vara lika med 4. Men eftersom de står på samma rad/kolonn så är enda möjligeten talen 1 och 4 (men man vet inte än i vilken ordning de kommer). Man lär sig lite om olika sådana exempel för varje aritmetisk operation. Prova på själv!

Den andra spelet är Set, som i original pappersversion kan spelas med flera personer. Det gäller så snabbt som möjligt att hitta en trippel med kort som följer regeln ”allt lika eller allt olika”. Alltså varje egenskap som korten kan ha (färg, form, antal, fyllning) ska den i en set antingen vara lika för alla kort eller vara olika för alla kort. En annan tumregel är: ”om två är något, men inte den tredje, så är det inte ett set”. Det brukar vara svårt att hitta ett set i början, men efter ett tag utvecklar man ett sorts ”seende” och kan snabbt hitta de rätta korten. Spelet passar exakt lika bra för vuxna som barn.