29 November 2018

Ritorno al 1979: problemi e equazioni

 

L’introduzione dell’algebra nella scuola media presenta problemi e difficoltà diverse per l’alunno, quali ad esempio:
  1. Riuscire a risolvere un problema aritmeticamente;
  2. Riuscire a tradurre un problema in linguaggio formale;
  3. Riuscire a svolgere calcoli non numerici.
Vediamo alcune motivazioni per introdurre concetti e tecniche algebriche nel curricolo matematico:
  • l’acquisizione del metodo scientifico passa anche attraverso la capacità di usare il simbolo indipendentemente dall’ente concreto che rappresenta. Diventa fondamentale quindi insegnarecome tradure fatti, fenomeni, entità concrete in simboli astratti e come operare su di essi; 
  • d’altra parte il conseguimento di finalità collegate al punto precedente porta ad aiutare lo studente a passare dall’operazionalità concreta a quella formale sottoponendogli esperienze e situazioni stimolanti perquesto scopo.
  • Collegato al punto precedente è il fatto che lo studente nella scuola dell’obbligo, di fronte a problemi che coinvolgono sequenze di operazioni, molto spesso è in difficoltà, non riesce proprio perché privo di adeguati schemi e strutture di analisi ad avere una rappresentazione mentale unificante “del problema e della sua risoluzione”. Diventa importante intervenire su queste abilità in una società industrializzata che presenta quotidianamente difficoltà di questo genere.
  • Occorre inoltre ribadire che data l’attuale struttura dei programmi della scuola secondaria occorre fornire agli alunni quell’introduzione alle tecniche algebriche di cui in genere non si fa carico la scuola superiore.
  • Infine dal punto di vista culturale quest’argomento si presta all’avvio di una discussione storica che descriva in che modo l’ambiente sociale, economico, politico ha interagito con la formazione dei concetti matematici (così come si presta la storia dei numeri o della geometria...).

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Equazioni e foglio elettronico 



09 November 2018

Ritorno al 1979... 

I nuovi programmi della scuola media, corrispondenze e analogie strutturali: alcune osservazioni e riflessioni...

Le indicazioni presenti nei NP a proposito di questo titolo danno un duplice riferimento:
a) presentare in modo preciso alcuni spunti, momenti, situazioni più o meno approfonditi formalmente sui punti cardine dell'algebra moderna; i concetti di relazione -applicazione - operazione e il concetto di struttura di gruppo.
b) Non presentare in modo assiomatizzato il programma di matematica (ci si riferisce a programmi assiomatizzati come quelli della scuola di Bourbaki).

Klee - modello proiettivo - Berna
Nel complesso va colta l'occasione di presentare elementi unificanti di struttura negli argomenti che si presentano senza tuttavia ricondurre a un’unica assiomatizzazione l'intero curricolo matematico.
a) I concetti di cui sopra hanno a che vedere con quello di Insieme, su cui occorre puntualizzare alcune osservazioni, dal punto di vista didattico:

1.per la formazione del concetto d’insieme sono importanti quelle abilità di analisi che permettono di individuare quali caratteristiche in comune deve avere un gruppo di elementi per costituire un insieme;

2.inoltre devono essere svolte quelle abilità di inclusione / esclusione di elementi in un insieme di data caratteristicae quindi quelle abilità che permettono di cogliere la distinzione operata dall'insieme tra il suo interno e l'esterno (universo);

3.infine quelle abilità astrattive atte a far comprendere l'insieme come un ente matematico indipendente dalla natura degli elementi che contiene (ad esempio il significato di insieme vuoto).

b) Il concetto di relazione ci sembra essere un concetto particolarmente utile nell'unificare vari settori curricolari, sia a livello intuitivo sia a uno sufficientemente formalizzato.
Le relazioni, inoltre, mettendo in evidenza uguaglianze e differenze tra oggetti, enti, persone sono alla base di processi di conoscenza. Il saper collegare fatti e situazioni, in altri termini, è una capacità fondamentale.
In modo particolare ci sembra utile sviluppare abilità operative e intellettive collegate con le:

1. relazioni di equivalenza;
2. relazioni d'ordine;

poiché la prima è responsabile della formazione di sistemi classificatori, in un dato insieme;  la seconda è capace di ordinare gli elementi di un dato insieme.

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Foto originale G. Scotto di Clemente

 


01 November 2018


Intelligenza (poco) Artificiale e Pedagogia (tanto) Artificiale?

 

Machine learning, Deep learning, Learning analytics… apprendimento automatico, apprendimento profondo, analisi dell’apprendimento, sono le traduzioni disponibili e, come sempre, non esattamente coincidenti con l’originale.

Se c’è apprendimento, se c’è qualcuno o qualcosa che impara va da sé che c’è qualcuno o qualcosa che insegna. E che cosa insegna?

Domande che entrano direttamente sotto la giurisdizione dell’educazione e della pedagogia anche se in una zona del sapere che richiede altre etichette. Intelligenza artificiale è il contrassegno sotto cui raccogliere i vari learning elencati.

L’Intelligenza Artificiale [IA/ in inglese AI] non è così intelligente come si dice né così artificiale, come vedremo.

È un ente ambiguo ontologicamente di cui si parla e sparla da più di mezzo secolo. Ha una storia dondolante, grandi frustrazioni e grandi entusiasmi. Delusione/euforia. Inverno/primavera. Oggi navighiamo a tutto andare nella seconda. L’Intelligenza Artificiale è il futuro. È fantascienza. Sottometterà gli esseri umani. È una tecnoutopia.
Vincerà la malattia, la morte. E tante altre buone novelle oppure cattive.

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30 October 2018

Ritorno al 1979... 

I nuovi programmi della scuola media, la geometria: alcune osservazioni e riflessioni sempre valide


I temi dei Nuovi Programmi del 1979” (da ora definiti N.P.) richiamano 3 caratteristiche significative della geometria:

1) La geometria è un modello matematico dello spazio fisico. Cioè gli enti matematici punto, retta, piano, angolo ecc. sono idealizzazioni di punti, rette, piani e angoli fisici e le relazioni che si instaurano tra gli entig eometrici sono molto simili alle relazioni fra i loro corrispondenti fisici.

 2) La geometria, in base all'idea espressa da Klein nel suo Programma di Erlangen del 1872, può essere considerata come lo studio di quelle proprietà delle figure che rimangono invariate quando lo spazio è assoggettato a un gruppodi trasformazioni. Da questo punto di vista lo studio delle figure congruenti, nellageometria piana euclidea, rientra nell'analisi delle isometrie del piano.
3) La geometria è intimamente legata all'algebra. Sin da quando Descartes eFermat inventarono la geometria analitica, sappiamo che i concetti della geometria possono essere espressi sotto forma algebrica. Così un punto del piano euclideo può essere definito come una coppia ordinata (x;y) di numeri reali, una retta nel piano può essere definita dall'equazione della forma ax+by = c e cosi' via. Ovviamente il discorso può essere visto anche in senso opposto: i  concetti algebrici possono cioè essere espressi attraverso concetti geometrici.

 4) Non viene invece preso in dai N.P. l'aspetto della geometria come sistema assiomatico, come sistema cioè in cui vengono poste delle proposizioni primitive, o assiomi, da cui, per deduzione vengono dimostrati i vari teoremi. Questo orientamento dei N.P. trova giustificazioni di carattere: a) epistemologico, b) psico pedagogico.






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18 October 2018

I mammiferi non possono evolvere facilmente...


Noi stiamo sterminando così rapidamente animali e piante che il meccanismo di difesa dell'evoluzione non può tenere il passo. Una team di ricerca calcola che se gli sforzi di conservazione correnti non migliorano, molte specie di mammiferi diverranno estinte durante le prossime cinque decadi mentre la natura avrà bisogno di 3-5 milioni di anni per recuperare.

Ora sta accadendo la sesta estinzione di massa, ma le estinzioni non sono causate da disastri è causata dalla società umana.Una squadra di ricercatori dell'Università di Aarhus e dell'Università di Gothenburg ha calcolato che le estinzioni stanno muovendosi troppo rapidamente rispetto ai meccanismi di difesa dell'evoluzione.

"Grandi mammiferi, come i megateri e le tigri con i denti a sciabola che si estinsero approssimativamente 10,000 anni, erano estremamente evoluti e specifici.Siccome loro avevano pochi parenti vicini, le loro estinzioni vollero dire che interi rami dell'albero evolutivo della Terra furono tagliati."
"Ci sono centinaia di specie di topi, così loro possono superare alcune estinzioni.C'erano solamente quattro specie di tigre con denti a sciabola: tutte estinte."

"Anche se noi vivemmo una volta in un mondo di giganti: castori giganti, armadilli giganti, cervo gigante ecc., noi ora viviamo in un mondo che in modo crescente è impoverito di grandi specie di mammiferi selvatici. I pochi giganti rimanenti, come rinoceronti ed elefanti sono in pericolo di essere annientati molto rapidamente".

L'articolo originale


07 October 2018

Osservazioni sulla didattica della Matematica

 

Tratto dall'articolo di Marco Sgrignoli - Alias del 6 ottobre 2018


L'autunno è tomato, la scuola è ripresa da un po', e per migliaia di studenti i problemi di matematica sono tornati di attualità. O meglio: i problemi con la matematica, vissuta come scoglio insormontabile, ciclopica fonte di ansia, inutile vessazione. 

Come dar loro torto? L'esperienza scolastica di ognuno di noi è stata costellata di quesiti vessatori e slegati dalla realtà. «La mamma dà a Pierino 10 euro per la spesa. Pierino compra quanto richiesto e torna a casa con un resto di 4 euro. Quanto ha speso Pierino?››. 

Direte: «Ma questo è un normalissimo problema matematico!››. Certainente, e il guaio sta proprio qui: nell'aggettivo «matematico›› che sentiamo il bisogno di afiancare alpiù generale termine «problema››.

Già, perché come «problema» la situazione descritta sopra è davvero poco credibile: che la mamma guardi lo scontrino! 

E se quello sbadato di Pierino l'avesse smarrito? Anche in questo caso il quadro appare troppo roseo per dirsi problematico: le informazioni necessarie sono tutte lì, nero su bianco, la soluzione corretta è chiaramente una sola... 

Davvero , vi trovaste in circostanze simili, riterreste di avere un «problema››?

Qualcosa però sta cambiando nella percezione pubblica della matematica e nella sua didattica. Sempre più esposizioni, libri, film, giochi mettono al centro il lato creativo, se non ricreativo, della disciplina, e spesso mostrandone le traversie storiche ne mostrano l'anima più flessibile e umana, lontanissima da quel detto mai così inesatto : «la matematica non è un'opinione››.

Dall'altro lato, un numero crescente di insegnanti di ogni ordine scolastico focalizzano le loro lezioni sulla componente attiva, dando spazio a un problem-solving più stimolante, aperto al confronto e alla cooperazione tra alunni, a strategie risolutive molteplici nonché a un ricco lavoro di ricerca di informazioni, costruzione di argomentazioni e produzione di convalide anche attraverso i nuovi media.
Fondamentale per la riuscita di questi approcci didattici è la pratica del laboratorio matematico . Sperimentato fin dagli anni Cinquanta da antesignani come Emma Castelnuovo, dal 2010 è al centro delle Indicazioni Nazionali dalla scuola primaria alla secondaria superiore. Se tutti però sappiamo visualizzare facilmente laboratori di fisica, chimica o biologia, immaginare un laboratorio di matematica, disciplina spesso vista come astratta, strettamente deduttiva e slegata dalla pratica sperimentale, può dare qualche grattacapo in più. 

Di che cosa si tratta, dunque?

Nelle parole scelte dall'Unione Matematica Italiana per il documento “Matematica 2003 ”, leggiamo: “Il laboratorio di matematica non è un luogo fisico diverso dalla classe, è piuttosto un insieme strutturato di attività volte alla costruzione di significato degli oggetti matematici. L'ambiente del laboratorio di matematica è in qualche modo assimilabile a quello della bottega rinascimentale, nella quale gli apprendisti imparavano facendo e vedendo fare, comunicando fra loro e con gli esperti". 

Un diverso modo, insomma, di vivere l'ora di matematica, “sporcandosi le mani” con materiali e idee ed esplorando in modo libero il panorama matematico a partire da uno o più quesiti accattivanti.
Se il laboratorio matematico propone una reinvenzione del ruolo dello studente, al tempo stesso anche l'insegnante rimette in gioco la sua funzione. 

Da primo attore e unico dispensatore di conoscenza, si trasforma infatti in regista delle situazioni proposte, attento osservatore delle dinamiche di gruppo, solleticatore di dubbi e- nell'importantissima fase di discussione finale- mediatore e valorizzatore delle diverse strategie emerse, dalle quali con accorta opera di tessitura saprà far emergere concetti condivisi.


“Più che un insegnante servirebbe un supereroe!”, qualcuno potrà obiettare. Ma da qualche anno molteplici iniziative e figure professionali stanno sviluppandosi proprio per supportare i docenti nell'implementazione di attività laboratoriali. I torinesi di Taxi1729 hanno girato l'Italia coi loro laboratori di sensibilizzazione ai rischi del gioco d'azzardo, mentre i bolognesi di ForMATH e i milanesi di Curvilinea si sono fatti conoscere per la partecipazione a manifestazioni scientifiche come Bergamo Scienza e il Festival della Scienza di Genova, sempre più occasione di incontro tra divulgazione scientifica e didattica scolastica. Si tratta di esperienze innovative, spesso portate avanti da giovani free-lancer che conservano un contatto con la realtà accademica. Indicativi in questo senso sono anche gli esempi dei centri Matematita dell'Università Statale di Milano e MatNet-CQIA di quella di Bergamo, da anni promotori di collaborazioni e interventi nelle scuole del territorio che affiancano fornitura di kit didattici, formazione insegnanti e svolgimento di attività di apprendimento collaborativo nelle classi sotto la guida di tutor.
Le rilevazioni OCSE-PISA, condotte nel20 15 nelle 36 economie di libero mercato più avanzate, pur assegnando agli studenti italiani un tutto sommato confortante sedicesimo posto tra i paesi membri per quanto riguarda le abilità matematiche, segnalano come i risultati mostrino ancora una marcata differenza di genere e performance molto scarse nel problem-solving cooperativo di tipo matematico.

 Che il potenziamento della didattica laboratoriale, che mette al centro il lavoro di gruppo e smonta i classici modelli della “studentessa diligente” e dell'”alunno svogliato”, sia la chiave che porterà negli anni venturi a colmare questo divario?

Animazioni originali

19 September 2018

Percezione: la luce ne combina di tutti i colori!

 

La scelta del tema è sembrata significativa rispetto tre punti di vista legati fra loro:
  1. biologico
  2. cognitivo
  3. didattico-operativo
Dal punto di vista biologico potremmo considerare l'argomento riferito all'insieme dell'organismo come sistema complesso attraversato da un flusso di informazioni provenienti dall'interazione con l'ambiente che divengono stimoli e segnali grazie all'esistenza di recettori specializzati. Ma la stimolazione sensoriale è mediata dal cervello, quindi potremmo considerare alcuni aspetti funzionali del cervello stesso. 

Dal punto di vista cognitivo ci possono essere forti analogie tra i processi percettivi e gli altri processi dell'apprendimento: il separare significati da uno sfondo , l'individuare variabili e invarianti, l'orientarsi in un territorio sconosciuto riconoscendo via- via alcuni indizi- concetti, il costruire fra questi relazioni. 

Infine da un punto di vista operativo ma anche metodologico, lavorare sulla percezione consente di affrontare diversi livelli di complessità in qualunque ambiente, naturale o scolastico, di utilizzare da un lato materiale povero, dall'altro strutture di indagine sofisticate ma sempre disponibili come gli organi di senso di ciascuno. 

C'è la possibilità di un forte coinvolgimento personale e nello stesso tempo di strutturare esperienze di laboratorio semplici ma dense di significato con le quali si possono agevolmente formulare e verificare ipotesi e previsioni. 

Ma molto importanti sono anche le connessioni con alcuni ambiti cognitivi della fisica e della tecnologia.