Fare geometria come e perchè

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1 Fare geometria come e perchè

2 La matematica non è una materia, è un metodo. Non è uno scaffale del sapere, quello che contiene formule, costruzioni mentali, astrazioni, che sembrano nascere le une dalle altre, per partenogenesi, come direbbero i biologi, senza una fecondazione all'esterno. E un metodo: il metodo che porta da situazioni fisiche a situazioni mentali, da strutture reali a strutture astratte, che però hanno a che fare con le strutture reali di partenza, sono un loro estremo perfezionamento (un loro limite). Lucio Lombardo Radice (Lina Mancini Proia) Dalla prefazione al testo Il metodo matematico nel mondo moderno 1988, Principato

3 La geometria si presenta dentro la realtà, come semplificazione di una realtà, come «scarnificazione» della realtà fino a ridurla al suo puro scheletro, anzi ad una struttura mentale, limite ideale della struttura fisica. Perché i punti, le rette, i piani della geometria razionale sono «enti razionali», costruzioni della ragione, astrazioni, che aderiscono però alla struttura delle realtà «empiriche» dalle quali sono dedotte. Carlo Felice Manara

4 È possibile... Noi ci domandiamo: è possibile con gli allievi una riflessione sulla realtà e una presa di coscienza che porti all'astrazione e alla concettualizzazione? È possibile vivere questa esperienza concretamente sia insieme che individualmente? E possibile la costruzione del sapere?

5 Partiamo da ciò che ci suggerisce la realtà, dai comportamenti spontanei che ci accompagnano quotidianamente e che diamo per scontati, ma che sono le basi del nostro agire.

6 Cose scontate Nessuno di noi ha il dubbio che si possa spostare per esempio un bicchiere da un posto ad un altro senza che nulla cambi nella sua struttura, di fatto diamo per scontato i corpi rigidi e gli spostamenti degli stessi che facciamo continuamente e che li mantengono tali. Un bambino anche piccolo si stupirebbe che lo stesso oggetto quando gli viene sporto si afflosciasse, mentre non si stupisce che ciò succeda per l orsacchiotto. Un tempo si andava ad un vetro per tracopiare un disegno, eravamo sicuri, che a parte la mano tremolante, avremmo ottenuto la stessa cosa

7 Che fare? Come uscire da questa situazione? Come fare perché queste cose che diamo per scontate diventino conoscenza? Occorre rendere esplicito ciò che è nascosto... La soluzione è...

8 Condividere Per condividere si può incominciare a parlare Un primo problema è allora quello della condivisione delle parole. Portiamo un esempio di dialogo concreto... I ragazzi (scuola media) stavano tentando di descrivere un disegno perché venisse riprodotto.

9 Tracce del dialogo già ci eravamo dovuti accordare sul significato della parola riprodurre... Ci sono parole che possono essere prese con significati diversi? Quando una cosa è creativa In questo caso dobbiamo fare una cosa creativa? No, perché tutti devono fare la stessa cosa.. Uno descrive... disegna un rettangolo abbastanza lungo, all altra estremità disegna un non ho la parola per descrivere. Ma esiste questa parola? Dove andate a prendere questa parola? Dalle elementari, sono figure geometriche.

10 Quando una figura è geometrica Dici una parola, lui subito fa una cosa Fareste tutti la stessa cosa? Sì. Sicuri? Se ci date le misure. Senza le misure che cosa disegnereste? Lo stesso, ma non uguale. Che cosa sarebbe uguale per tutti? La forma. Che cosa si intende per forma? Il perimetro, il contorno. Che cosa vuol dire? Le linee che la chiudono.

11 Non possiamo dare alla parola forma un significato che vada bene per tutti in modo che quando parliamo di forma tutti si sia della stessa idea? Se bisogna descrivere le forme geometriche variano poco da persona a persona. Che cosa vuol dire? In un certo modo sono comunque definite. Che cosa vuol dire essere definite? In generale sono sempre uguali. Il triangolo è un esempio di forma definita. Ma perché è definita? Che cosa sanno tutti? Che è sempre fatto così, tre lati e tre angoli. Ma allora che cos è la forma? Disegniamo un triangolo e vediamo se da esso riusciamo a capire che cosa intendiamo per forma.

12 Che cosa ha di caratteristico in modo che subito tutti hanno la capacità di avere in mente quell oggetto? Tre lati e tre angoli. E i lati che cosa sono? Delle linee, quello è un segmento. Allora avete un altra parola. Che cos è un segmento? Ci sono nella realtà dei segmenti? Sì, un gesso, una biro, questo piccolo righello, E sono il segmento? Forse sono un modello. E il segmento dove sta? Esiste? Già, nella nostra mente!

13 Ma forse è suggerito dagli oggetti che abbiamo elencato. E del disegno che ne facciamo? E il segmento? Anche lui è un modello! Di quello che abbiamo in testa!...

14 Oggetto idea modello Oggetto concreto Idea nella mente Disegno come modello dell idea

15 La presa di coscienza Dalla realtà alle immagini, dalle immagini ai concetti. Il percorso è lungo e imprevedibile perché la consapevolezza cresce contemporaneamente all età e può essere diversa da bambino a bambino, ma con essa si strutturano le conoscenze e la capacità di sfruttarle in situazioni nuove. realtà immagini concetti il triangolo è...

16 Condividere significati Le immagini mentali che ognuno di noi si crea rispetto ad una certa situazione, devono diventare le stesse per tutti se vogliamo sfruttarle per conoscere e agire nella realtà. La condivisione avviene attraverso il confronto e la comunicazione, quindi attraverso il linguaggio che permette di associare le parole alle immagini. Da qui comincia la geometria...

17 La scuola Il luogo della condivisione, della presa di coscienza, della comunicazione è la scuola. La scuola lo è ovviamente anche per la lingua madre nella quale i significati delle parole hanno una efficace ridondanza. Nella matematica il significato deve essere univoco per poter divenire linguaggio della scienza.

18 Contributi Ora sfruttiamo i vostri lavori per poter entrare nel vivo del discorso

19 Per quanto riguarda i commenti dei bambini e la loro capacità di mettere in relazione l oggetto reale con le forme concettualizzate, non ho le competenze psicologiche per spiegare in che modo i bambini si sono costruiti nel corso dei loro sei anni di vita la capacità di chiamare quadrato un quadrato, forse nello stesso modo in cui imparano a chiamare sedia tutte le sedie (indipendentemente da colore, forma, posizione che occupano nella casa), forse è quel processo che li porta attraverso varie esperienze a costruirsi prototipi e poi concetti delle cose, un processo che inizia e continua fuori dalla scuola, che la scuola può accogliere ed accompagnare ma certo non pensare di esaurire con un attività, in ogni caso i bambini a sei anni individuano e chiamano le forme con i loro nomi (sarà frutto del lavoro anche delle colleghe della materna? Non è questo un elemento di continuità verticale che dovremmo considerare?) Antonietta Ciotta

20 Sedia e quadrato Per chiamare sedia una sedia il bambino si costruisce spontaneamente un insieme di riferimento basandosi sulla sua esperienza. Nel caso del quadrato si tratta di costruire un oggetto mentale che nella realtà non esiste e che poco per volta deve poter essere studiato come tale (cioè puro costrutto mentale).

21 Usare la parola quadrato La parola sedia ha dietro un percorso spontaneo di elaborazione concettuale, anche se inconscio, che è sufficiente per poter comunicare, per agire, per ottenere dei risultati nominandola. La parola quadrato viene usata per indicare un modello che l adulto offre al bambino come oggetto concreto e facendo ciò è come se gli nascondesse il percorso concettuale che ha portato l umanità a condividere la stessa immagine mentale modellizzata in tante strutture che costruisce.

22 A scuola... Noi dobbiamo far sì che i bambini si chiedano da dove vengono quegli oggetti e come mai l uomo usa il quadrato come modello in tante strutture che costruisce.

23 A scuola... La condivisione di immagini mentali inizia già nella scuola materna ma è solo l inizio del processo di astrazione: che cosa avete in mente quando dite quadrato? tu e il tuo compagno avete in mente la stessa cosa quando dite quadrato? Queste sono domande da porre fin da quando i bambini sono molto piccoli.

24 Quando comincia la geometria? Sostanzialmente la geometria comincia quando prendo in esame due oggetti distinti e mi chiedo se hanno qualche cosa in comune. In una parola li confronto! La parola confrontare non significa ancora nulla se non si precisa il criterio, gli strumenti con cui si opera. La geometria come scienza è qui: nello scegliere certi criteri con cui effettuare questo confronto tra oggetti e nell esaminare il risultato di questo confronto. Le proprietà geometriche dell oggetto che stiamo considerando sono allora proprio quelle che, attraverso questo confronto, si scoprono comuni al nostro oggetto e a tutti quelli a lui accostati secondo i criteri che abbiamo scelto.

25 La geometria come scienza del confronto Nei casi che abbiamo esaminato (sull attività della casetta, ad esempio) di fatto questo confronto dà per scontati: i corpi rigidi l uguaglianza per sovrapposizione

26 fa combaciare i pezzi per incollarli ritaglia uno sviluppo

27 Per ricostruire la casetta la bimba fa in modo che combacino i bordi di due elementi. Ma i bordi che cosa sono? Nel disegno dello sviluppo che cosa erano? E le linguette? Fanno parte dello sviluppo? Si può da qui cominciare una descrizione per arrivare a condividere un immagine di forme e poterle confrontare? Che parole usano i bambini? Queste ci mancano

28 Punto, distanza, (segmenti?) Sono arrivati a condividere queste parole? Come?

29 Distanza... Seconda città Prima città Distanza tra due città Che cosa abbiamo in mente quando parliamo di distanza?

30 Immagine condivisa? Possiamo modellizzare questo fatto così? I bambini condividono questa immagine? Questo è la partenza di tutto...

31 Il punto C si trova a metà del lato AB?... calcolato: che cosa vuol dire?

32 la parola acutangolo come è uscita?

33 Oggetti e forme Negli esempi che abbiamo visto ci sembra che vengano trattati nello stesso modo gli oggetti concreti su cui si dovrebbero applicare le astrazioni delle forme geometriche e le forme geometriche stesse, creando confusione tra i due livelli: questo andrebbe affrontato didatticamente proponendo attività in cui i due aspetti vengano chiaramente individuati.

34 Oggetti e forme Ogni oggetto ha una sua consistenza materiale e una sua forma che fa riferimento a immagini mentali condivise a cui noi abbiamo attributo un nome ad esempio il rettangolo. Ma l oggetto concreto non è un rettangolo, ha la forma di un rettangolo. Gli oggetti geometrici non hanno nulla a che fare con gli oggetti reali perché il rettangolo geometrico non esiste nel mondo reale, è un costrutto della nostra mente che ci serve per dare il nome ad una proprietà degli oggetti reali che si chiama forma.

35 Oggetti e forme Questo è un punto chiave: se ai bambini non si fa capire chiaramente che gli oggetti che manipolano sono una cosa e queste immagini mentali sono un altra cosa non si insegna geometria ma si rimane nel campo delle intuizioni spontanee, non c è nessuna evoluzione e non si arriva alla concettualizzazione.

36 Un punto chiave Solo partendo dai concetti è possibile descrivere, dedurre, determinare le proprietà, scoprire caratteristiche implicite che gli oggetti vengono a possedere per come sono stati concepiti. L oggetto matematico così si può evolvere. Esempio (per noi): disegno una circonferenza e in essa inscrivo un triangolo. Tra i vari casi che posso porre c è anche quello che ha un diametro come lato. Lo studio concettualmente e scopro che è un triangolo rettangolo.

37 Gli snodi Progressivo decentramento dal corpo: dal soggettivo all oggettivo, come viene trasferito lo schema corporeo sull oggetto (in particolare la casetta) Dagli oggetti reali alle figure geometriche come oggetti mentali: seguendo le capacità concettuali dei bambini la geometria si sviluppa costruendo immagini condivise che attraverso ulteriori passaggi diventeranno concetti (Vygotskij) Da infanzia a primaria

38 Gli snodi Nei bambini della scuola primaria si vedono i germi dell astrazione, nella scuola media il processo continua e si rafforza per arrivare... all utilizzo delle conoscenze geometriche per sviluppare capacità argomentative cioè la dimostrazione Da primaria a media

39 Galileo «La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi (io dico l'universo), ma non si può intendere se prima non s'impara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne' quali è scritto. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche, senza i quali mezzi è impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto.» (Galileo Galilei, Il Saggiatore, Cap. VI)