UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PALERMO FACOLTÀ DI SCIENZE DELLA FORMAZIONE CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELLA FORMAZIONE PRIMARIA ANNO ACCADEMICO 2000/2001 TESINA DI DIDATTICA DELLA MATEMATICA 2 Realizzata da: CUTUGNO PALMA DI PIAZZA ANTONINA LO CICERO LAURA MAGNOTTI ANNALISA La tesina è stata eseguita sviluppando i seguenti punti: 1) Analisi comparativa di due o più testi del II ciclo di scuola elementare differenti per impostazione nei quali si è cercato di mettere in evidenza il ruolo degli approcci alla geometria: - geometria come prima rappresentazione del mondo fisico; - geometria come scienza dell’argomentare (legami con le attività logiche; - geometria delle trasformazioni; - il metodo delle coordinate; e di giustificare anche l’ordine di introduzione dei vari approcci. 2) Messa a punto di una situazione a-didattica riguardante la geometria con rispettiva definizione della situazione, ruolo dell’insegnante, descrizione della consegne per gli allievi e analisi delle fasi d’azione, di formulazione e di validazione. 3) Analisi a-priori di una situazione/problema riguardante la geometria del II ciclo, con particolare attenzione ai comportamenti attesi da parte degli allievi. 4) Sperimentazione della sopraccitata nell’ambito del lavoro del tirocinio. 5) Scheda di riflessione metacognitiva. situazione/problema 1) ANALISI COMPARATIVA DEI TESTI DI SCUOLA ELEMENTARE Scheda riassuntiva: Argomenti: Titolo: Autori: Casa ed.: Copyright: II CICLO (CLASSE IV) Gli angoli LeTrasformazioni Le linee geometriche Per lavorare insieme I triangoli Il segreto delle cose AA.VV. AA.VV. Nicola Milano Ed. Il Capitello Ed. 1994 1993 APPROCCI ALLA GEOMETRIA: i due testi considerati seguendo un ordine diverso, ossia: Testo 1 La traslazione e la simmetria Le linee I triangoli e le loro classificazioni Gli angoli presentano gli argomenti Testo 2 Le linee Gli angoli I triangoli La simmetria In particolare, il secondo testo presenta un maggiore ordine logico degli argomenti rispetto al primo; mentre, invece, quest’ultimo tratta inspiegabilmente la classificazione dei triangoli in base all’ampiezza degli angoli prima ancora di spiegare il concetto di angolo stesso. Inoltre, il primo testo tratta della geometria delle trasformazioni ancor prima di aver presentato i concetti base della geometria (p. es. i punti e le linee). Probabilmente ciò è accaduto perché, nel presentare le trasformazioni geometriche, il testo prende in considerazione forme di oggetti naturali. Testo 1 Argomento Approccio Testo 2 Argomento Approccio La traslazione e la 1) Geometria come La traslazione e la Non tratta la simmetria prima simmetria traslazione e per rappresentazione del mondo fisico; 2) Metodo delle coordinate. Le linee I triangoli Gli angoli 1) Geometria come Le linee prima rappresentazione del mondo fisico; 2) Geometria come scienza dell’argomentare (legami con le attività logiche). 1) Geometria I triangoli come prima rappresentazione del mondo fisico; 2) Geometria come scienza dell’argomentare (legami con le attività logiche). Geometria come Gli angoli prima rappresentazione del mondo fisico. quanto riguarda la simmetria l’approccio è: Geometria come prima rappresentazione del mondo fisico. 1) Geometria come prima rappresentazione del mondo fisico; 2) Geometria come scienza dell’argomentare (legami con le attività logiche). Nessun approccio considerato. 1) Geometria come scienza dell’argomentare (legami con le attività logiche); 2) Geometria delle trasformazioni. È abbastanza evidente che in entrambi i testi la maggior parte degli argomenti presentati prevede come primo approccio la geometria come prima rappresentazione del mondo fisico, e non è per caso; infatti, come sottolineano i Programmi didattici per la scuola elementare dell’85, “l’itinerario geometrico elementare, tendendo alla sistemazione delle esperienze spaziali del fanciullo, si svilupperà attraverso la progressiva introduzione di rappresentazioni schematiche degli aspetti della realtà fisica; dallo studio e dalla realizzazione di modelli e disegni si perverrà alla conoscenza delle principali figure geometriche piane e solide e delle loro trasformazioni elementari”. In tal senso, quindi, il punto di partenza rimane l’osservazione della realtà e l’esperienza concreta del bambino/bambina. Per quanto riguarda la geometria come scienza dell’argomentare, sia nei Programmi didattici dell’85 che nei Nuovi Curricoli “l’educazione matematica mira alla formazione del pensiero nei suoi vari aspetti: d’intuizione, di immaginazione, di progettazione, di ipotesi e deduzione, di controllo”. L’uso di questo approccio nei testi di matematica per la scuola elementare è motivato dalla necessità di far passare i bambini dall’esperienza della manipolazione e della descrizione degli oggetti in maniera spontanea e informale, e della riflessione sugli stessi, a quella dell’astrazione, cioè alla capacità di riconoscere le caratteristiche comuni di certi oggetti ed appropriarsi del concetto generale che li racchiude tutti. Il metodo delle coordinate viene trattato solamente dal primo testo per quanto riguarda l’argomento “traslazione e simmetria. Questo metodo, al pari degli altri ha anch’esso la sua importanza, come fanno notare i Programmi dell’85, in quanto “promuove la capacità di orientamento, di riconoscimento e di localizzazione di oggetti e forme e, in generale, di progressiva organizzazione dello spazio, anche attraverso la progressiva introduzione di opportuni sistemi di riferimento”. In questo caso esso è adoperato per localizzare la posizione nello spazio di figure geometriche trasformate. Infine, l’approccio della geometria delle trasformazioni viene utilizzato solamente dal secondo testo per trattare l’argomento degli angoli. In esso, infatti, per far comprendere meglio il concetto di angolo e la sua misura, viene usata la rotazione delle lancette di un orologio. 2) SITUAZIONE A-DIDATTICA DI GEOMETRIA Obiettivo generale: Operare con figure geometriche, grandezze e misure. Obiettivo specifico: a) riconoscere i triangoli come poligoni con 3 lati; b) classificare i triangoli in base alla congruenza dei lati. Attività: GIOCHIAMO CON I TRIANGOLI Riconoscimento della situazione problematica: - I bambini osservano alla lavagna un insieme di triangoli. - L’insegnante pone una domanda:<<Come sono questi triangoli tra loro?> - L’insegnante richiama l’attenzione degli alunni sulla diversa lunghezza dei lati dei triangoli con una serie di domande–guida: <<I triangoli che vedete sono tutti uguali?>> << Che cosa hanno di diverso?>> I bambini devono arrivare a formulare autonomamente la domanda/problema che guiderà tutto il percorso successivo. La domanda/problema è: <<Come possono essere i lati di un triangolo tra di loro?>> - Consegna 1: L’insegnante, dopo aver fatto costruire ai bambini dei listelli di carta di vario colore e misura, suddivide la classe in 4 sottogruppi e pone loro la seguente domanda/problema: <<È sempre possibile per qualsiasi gruppo di listelli costruire un triangolo?>> Ogni gruppo viene invitato a rispondere alla domanda formulando delle ipotesi e fornendo, anche, le motivazioni ad esse; le ipotesi vanno, naturalmente, scritte sul quaderno. Listelli: - 3 gialli cm 6 - 3 blu cm 8.5 - 3 rossi cm 12 - 3 neri cm 15 - 3 verdi cm 18 Dialettica dell’azione: All’interno di ogni gruppo formato, vengono formulate le ipotesi che possono essere accettate o rifiutate o rifiutate dal gruppo. La formulazione di tali ipotesi, nate dalle interazioni tra gli allievi e la domanda/problema, costituisce la dialettica dell’azione. Gli allievi iniziano, adesso, a costruire un modello implicito, cioè un insieme di relazioni e di regole in base alle quali prendere le proprie decisioni. Situazione di formulazione: Ogni alunno propone ed argomenta le proprie ipotesi. Situazione di validazione: Le ipotesi accettate dal gruppo vengono scritte sul quaderno. - Consegna 2: Gli allievi vengono invitati dall’insegnante a scegliere a caso 9 gruppi di 3 listelli ciascuno e a costruire, per ognuno di essi, un triangolo. I gruppi di listelli scelti non potranno essere cambiati per nessun motivo. I bambini devono anche costruire una tabella esemplificativa dei tentativi fatti per costruire i triangoli. Per facilitare la comprensione della consegna l’insegnante costruisce alcuni triangoli. Situazione di azione: Ogni gruppo costruisce i suoi triangoli: alcuni si potranno costruire, altri no, in questo modo i bambini lavorano su basi concrete per dare una risposta alla domanda/problema: ALUNNO Azione Informazione Retroazione DOMANDA/PROBLEMA Situazione di scoperta: La classe ha scoperto che non è sempre possibile, avendo tre listelli, costruire un triangolo. Si invita ogni gruppo a leggere a voce alta le ipotesi formulate. La classe accetta o rifiuta le ipotesi in base alla nuova scoperta. Le ipotesi accettate vengono scritte alla lavagna. Situazione di formulazione: Dopo avere sperimentato sui listelli il bambino è in grado di “vedere” che non è sempre possibile, dati tre listelli, costruire un triangolo. Con la guida dell’insegnante egli intuisce che i lati di un triangolo sono in relazione tra loro. Ora si tratta di portarlo a ragionare, a formulare congetture su tali relazioni. In questa fase, estremamente delicata, è essenziale il ruolo dell’insegnate che deve stimolare gli alunni a formulare ipotesi corrette. A questo scopo potrebbero essere utili una serie di domande-guida quali: <<Guardiamo la tabella: - Usando uno verde, più uno giallo, più uno blu, possiamo costruire il triangolo? - Usando uno rosso, più uno blu, più uno nero, possiamo costruire il triangolo? - Cosa succede? - Perché il triangolo non si chiude? - Proviamo a chiudere i due listelli sul terzo: cosa succede nei due casi? - Accostando i due listelli cosa notiamo?>> I bambini cominciano a riformulare le ipotesi in base a questi nuovi dati. Situazione di validazione: Si scrivono alla lavagna le ipotesi che tutti accettano come esatte. Questa fase, in cui la classe lavora con l’insegnante, deve continuare fino a quando i bambini non arrivano a formulare le seguenti ipotesi: a) se lo somma di due lati è minore del terzo lato il triangolo b) non si può costruire; se la somma di due lati è maggio del terzo lato il triangolo si può costruire; - Consegna 3: Guardiamo nella nostra tabella i triangoli che si possono costruire: quante combinazioni di listelli uguali o diversi tra loro si possono avere? Dialettica dell’azione: La classe è divisa in gruppi. Ogni gruppo formula le proprie ipotesi. Situazione di formulazione: Ogni gruppo scrive le proprie ipotesi alla lavagna. Durante questa fase il gruppo deve spiegare alla classe le proprie ipotesi. In questo modo gli alunni mettono alla prova la propria capacità argomentativi. Situazione di validazione: Le congetture proposte da ogni gruppo, vengono validate dalla classe, se sono accettate da tutti divengono un teorema. I bambini giocando con i triangoli scoprono che l’insieme dei triangoli può essere diviso, in base alla congruenza dei lati, in tre sottoinsiemi: triangoli equilateri, triangoli isosceli, triangoli scaleni. In questo percorso la definizione diviene un punto di arrivo, una conquista della classe. 3) ANALISI A-PRIORI DI UNA SITUAZIONE/PROBLEMA DI GEOMETRIA: COMPORTAMENTI ATTESI DA PARTE DEGLI ALLIEVI Riconoscimento della situazione problematica: * i bambini non riconoscono la similitudine di due triangoli se uno di essi è ruotato, cioè se la base maggiore non è orizzontale e in basso, come se si trattasse di un corpo pesante; * i bambini affermano che i triangoli sono diversi perché hanno una forma diversa; * i bambini confondono il concetto di forma con quello di dimensione. - Consegna 1: FORMULARE IPOTESI SULLA DOMANDA-PROBLEMA: <<E’ SEMPRE POSSIBILE PER QUALSIASI GRUPPO DI LISTELLI COSTRUIRE UN TRIANGOLO?>> * i bambini comprendono/non comprendono la consegna data. Dialettica dell’azione: * * * * * * si, perché il triangolo ha 3 lati; no, perché anche se il triangolo ha 3 lati i listelli non sono abbastanza lunghi; si, ma solo se i listelli sono tutti uguali; si, ma solo se i listelli sono tutti diversi; no, perché non sempre i listelli combaciano tra di loro; no, perché non sempre il triangolo si può chiudere. Situazione di formulazione e di validazione: * i bambini sono capaci/non sono capaci di argomentare le proprie ipotesi; * i bambini accettano/non accettano le ipotesi. - Consegna 2: SCEGLIERE A CASO 9 GRUPPI DI 3 LISTELLI CIASCUNO, E CON OGNUNO DI ESSI COSTRUIRE UN TRIANGOLO. * i bambini comprendono/non comprendono la consegna data. Dialettica dell’azione: * i bambini usano listelli dello stesso colore per costruire il triangolo; * i bambini non comprendono che ad ogni listello corrisponde un lato del triangolo; * i bambini usano più di 3 listelli per costruire il triangolo; * i bambini sovrappongono i listelli per costruire il triangolo poiché non hanno chiaro il concetto di “poligono”; * i bambini considerano triangoli anche figure non chiuse come la seguente: * i bambini mirano in ogni caso a rispettare la consegna di costruire il triangolo; * i bambini non hanno chiaro il concetto di “triangolo”; * i bambini si rifiutano di eseguire la consegna. Situazione di scoperta: * i bambini giungono da soli/non giungono da soli alla scoperta effettuata; * i bambini sono capaci/non sono capaci di applicare la scoperta per modificare le ipotesi fatte. Situazione di formulazione e di validazione: * i bambini intuiscono/non intuiscono che i lati di un triangolo sono in relazione tra di loro; * i bambini notano che il triangolo non si può formare quando chiudendo i 2 lati sul terzo essi non si uniscono; * i bambini notano che il triangolo non si può formare quando chiudendo i 2 lati sul terzo essi si uniscono e si sovrappongono; * accostando i listelli, i bambini notano/non notano che il triangolo non si può formare quando i due listelli uniti sono più corti del terzo listello; * accostando i listelli, i bambini notano/non notano che il triangolo si può formare quando i due listelli uniti sono uguali o più lunghi del terzo listello; * i bambini non confrontano l’insieme dei due listelli col terzo, ma confrontano, invece, la lunghezza di un lato col lato più lungo; * i bambini non comprendono che due listelli qualsiasi possono essere confrontati con l’altro lato; * i bambini non comprendono che i termini di paragone della regola data sono: la somma delle lunghezze di 2 lati (e non la lunghezza di ognuno dei 2 lati) e il terzo lato; * i bambini hanno difficoltà nel formulare correttamente la regola; * i bambini hanno difficoltà a comprendere che il percorso compiuto serve a risponder alla domanda-problema posta inizialmente. - Consegna 3: SCOPRIRE QUANTE COMBINAZIONI DI LISTELLI UGUALI O DIVERSI TRA LORO SI POSSONO AVERE NEI TRIANGOLI COSTRUITI. * i bambini comprendono/non comprendono la consegna data. Dialettica dell’azione: * i bambini sostengono che vi siano tante combinazioni possibili, dato che i listelli sono di diversa lunghezza; * i bambini sostengono che ci possono essere solamente 3 combinazioni possibili, poiché il triangolo ha: 1. tutti i lati uguali 2. tutti i lati diversi 3. 2 lati uguali e 1 diverso; * i bambini sostengono che ci possono essere solamente 2 possibili combinazioni: 1. triangolo con tutti i lati uguali 2. triangolo con tutti i lati diversi. Situazione di formulazione e di validazione: * i bambini sono capaci/non sono capaci di argomentare le proprie ipotesi; * i bambini accettano/non accettano le ipotesi. 5) SCHEDA DI RIFLESSIONE METACOGNITIVA Questionario 1) A cosa ti è servito questo lavoro? 1) Quale scopo volevamo raggiungere? 2) Cosa hai scoperto? 3) Quali difficoltà hai avuto? 4) Cosa ti ha fatto capire quale era la strada giusta? 5) Cosa ti ha aiutato nel modo di lavorare degli altri compagni del gruppo? 6) Potresti riutilizzare questo modo di lavorare in altre occasioni? 7) Ricostruisci il percorso che hai fatto.