LA MATEMATICA SOTTO I PIEDI
Geometria, arte e illusione
A cura di Ornella Sebellin
I.S.A.Russoli PISA
• Quando visitiamo la Certosa di Calci, siamo così
colpiti dalla ricchezza degli ambienti che
rischiamo di trascurare quello che calpestiamo:
le splendide pavimentazioni settecentesche.
Questa mostra, realizzata dai ragazzi e dai
docenti dell’I.S.A. Russoli di Pisa, vuol suggerire
una lettura diversa del complesso monumentale,
ponendo l’attenzione sia sul lato artistico sia
sulla ricchezza di contenuti matematici che si
possono scoprire osservando “dove mettiamo i
piedi”.
• I lavori presentati nella mostra sono stati
realizzati, nel corso degli anni, dai ragazzi
delle prime classi dell’ I.S.A. Russoli di
Pisa, in
un
progetto di lavoro
interdisciplinare che ha visto coinvolti
docenti di più discipline.
• I contenuti matematici afferiscono al
teorema di Pitagora, ai poligoni, alle
isometrie e alle tassellazioni
Il progetto didattico
In questo lavoro si è partiti dal rilievo
fotografico dei pavimenti delle cappelle e
della Chiesa Conventuale. Poi è stato fatto
il rilievo grafico e lo studio geometrico delle
singole pavimentazioni. Con l’ausilio del
computer, si è lavorato sulle simmetrie
interne delle
figure e
sui
possibili
ricoprimenti del piano.
Il progetto didattico
Tutte le pavimentazioni sono state riprodotte
come tavole geometriche e poi come tarsie
lignee nel laboratorio di modellistica e tarsie su
vetro o specchio in quello di vetrata.
Alcune sono state realizzate tramite un gioco
di specchi. Gli artifici ottici e geometrici, che si
rifanno agli antichi modelli romani, diventano
l’occasione per ritrovare regole e costruire
oggetti matematici, e, giocando con le figure
geometriche, per riflettere in modo semplice su
concetti anche molto complessi.
Da una particolare pavimentazione si è
sviluppato un percorso didattico centrato
sulla figura dell’ottagono che ha visto il
coinvolgimento di varie discipline: storia,
matematica, storia dell’arte, laboratorio di
modellistica,educazione visiva.
Lo studio geometrico ha portato poi a
“sollevare” nello spazio le rappresentazioni
modulari e a realizzare alcuni effetti ottici.
Tra le pavimentazioni studiate, c’è anche
quella del refettorio dell’attuale Convento
di S. Giuseppe, in piazza S. Francesco a
Pisa: era questo l’ospizio dei monaci in
città, altri erano a Livorno e Pontedera.
Inoltre, è stata realizzato il volantino
della mostra, che poi è stato tradotto in
più lingue (francese, tedesco, russo,
inglese) avvalendosi delle competenze
di studenti della scuola.
La Certosa di Calci
La Certosa di Calci
Fondata nel maggio del 1366 dall'Arcivescovo di Pisa Francesco Moricotti, per
adempiere alle volontà testamentarie del
mercante pisano, di origine armena, Pietro
di Mirante della Vergine, la Certosa sorge
vicino a Pisa, in un luogo detto “Valle
graziosa”.
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Il tipo di simmetria del mosaico è p3m1o p6m, a
seconda che si tenga presente il colore o le forme
geometriche
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Si tratta di uno schema di tipo p6m (se si ignora la
colorazione) ovvero p2 (se se ne tiene conto).
Uguali ma diversi
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Il tipo di simmetria del mosaico è diverso a
seconda che si consideri il colore (p1) o la
geometria della figura (p31m).
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Le pavimentazioni della Certosa di
Calci
Il Convento di San Giuseppe a Pisa
Convento di San Giuseppe a Pisa.
Refettorio del Convento.
Il modulo di base è un
esagono al cui interno è
disegnato un altro esagono
con lato dimezzato rispetto
al primo
La pavimentazione si presta a numerosi effetti ottici
Se si cambiano le dimensioni dell’esagono interno, come
nei due disegni sottostanti, potremmo dire che al tendere
a zero del lato dell’esagono (o cubo?) interno, la
pavimentazione “tende”….a quella della Cappella di San
Bruno.
• Oppure si può
cambiare
la
disposizione
dei
colori in modo
opportuno e si
ottengono dei cubi
“sospesi”
alla
tassellazione.
Le otto tassellazioni semiregolari
L’esposizione dei lavori
Riproduzione delle pavimentazioni
• Tarsie
lignee
Riproduzione delle pavimentazioni
Riproduzione delle pavimentazioni
Riproduzione delle pavimentazioni
Riproduzione delle pavimentazioni
Riproduzione delle pavimentazioni
• su
specchio
Riproduzione delle pavimentazioni
• su
vetro
Costruzione geometrica
Effetti tridimensionali
Effetti tridimensionali
Effetti tridimensionali
Effetti tridimensionali
Scatole di specchi
Scatole di specchi
Scatole di specchi
Scatole di specchi
Scatole di specchi
Per
trovare
la
forma dei moduli
da inserire nelle
scatole di specchi,
è
sufficiente
tracciare gli assi di
simmetria
della
pavimentazione e
individuare
un
quadrato
o un
triangolo.
modulo quadrato
Differenti tipi di moduli
Da una pavimentazione a un
problema di equivalenza
Da una pavimentazione a un
problema di equivalenza
Un ottagono equivalente ad un
quadrato
Un ottagono equivalente ad un
quadrato
Un ottagono equivalente ad una
stella
Dopo aver tracciato
tutte le diagonali
dell’ottagono,
si
trovano le altezze
dei triangoli isosceli
relative ad uno dei
lati uguali. Poi
si
seziona
l’ottagono
nei sei pezzi della
figura di destra.
Da due ottagoni a uno solo
•
Il puzzle permette
di ottenere un
ottagono regolare
a partire da due
ottagoni
uguali:
qual
è
la
lunghezza
del
lato
dei
due
ottagoni?
Da due ottagoni a uno solo
Il teorema di Pitagora con
l’ottagono
• Il puzzle dell’ottagono
permette di verificare,
in questo caso, come
il Teorema di Pitagora
sia valido anche se si
considerano
gli
ottagoni e non solo i
quadrati, costruiti sui
lati di un triangolo
rettangolo isoscele
Il teorema di Pitagora con
l’ottagono
Possiamo verificare che
l’area dell’ottagono costruito
sull’ipotenusa del triangolo
rettangolo è data dalla
somma delle aree degli
ottagoni costruiti sui cateti.
Può essere un punto di
partenza per motivare alla
ricerca della dimostrazione
della validità del teorema per
qualunque figura costruita
sull’ipotenusa (purché…).
Frattale di Sierpinski ottenuto a
partire da un ottagono
L’ottagono nell’arte
Ottagoni regolari
in
una
decorazione di un
soffitto
a
cassettoni
nella
cella del grande
tempio a Palmira
(circa 36 d.C.)
MATHEMATIK UNTER UNSEREN FUESSEN
Wenn wir die Kartause von Calci besuchen, sind wir erstmal von der
reichen Ausschmückung der Räume so ueberwaeltigt, dass wir
vielleicht nicht merken, worauf wir treten: die wunderschoenen
Fussboeden aus dem 18. Jahrhundert.
Die Schule der Kunst F. Russoli aus Pisa laedt euch ein, den
monumentalen Komplex auf eine andere Weise anzuschauen, die
sowohl die künstlerischen Aspekte als auch die mathematischen
Inhalte dessen, „worauf wir treten“, wahrnimmt.
Die Kunstausstellung “MATHEMATIK UNTER UNSEREN
FUESSEN“ in der Kartause von Calci ist das Resultat der
Zusammenarbeit von Lehrern unterschiedlicher Fächer. Die
optischen und geometrischen Kunstwerke, die sich an den alten
Römern orientieren, geben uns hier die Gelegenheit, mathematische
Regeln wieder zu finden, Figuren zu bilden und, mit den Figuren
spielend, auf einfache Weise komplexe Konzepte wiederzuspiegeln.
So verwandeln hölzerne und gläserne Einlegearbeiten,
Spiegelschachteln, verschieden zusammengesetzte Polyeder und
achteckige Puzzles aus Glas und Pappkarton das Kunstwerk in “
künstlerische“ Mathematik.
LA MATEMATICA SOTTO I PIEDI
Fine della presentazione
Contenuti sviluppati
Mappa concettuale
Tassellazioni
Teorema
di Pitagora
Isometrie
Poligoni
Isometrie
nel piano
euclideo
Simmetria
assiale
Rotazione
Simmetria
assiale ripetuta
Traslazione
Simmetria
centrale
Il gruppo
delle
isometrie
Equazioni delle
isometrie nel piano
cartesiano
Simmetria rispetto
a ciascuno degli
assi cartesiani
Simmetria rispetto
a rette parallele
agli assi
Simmetria rispetto
all’origine
Riconoscere
isometrie
Individuare assi
di simmetria
Riconoscere
tassellazioni
Tassellazioni
semiregolari
Individuare il
centro di simmetria
Individuare il
modulo di base
Tassellazioni
regolari
Poligoni
regolari
Poligoni stellati
Somma
angoli
interni Somma angoli
esterni
Poligoni
Poligoni
equivalenti
Poligoni e
arte
Tassellazioni
Teorema di Pitagora
Per risolvere un
triangolo
Per scomporre
poligoni
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"La matematica sotto i piedi": presentazione in Power Point, a cura