Le ICT nell’insegnamento della
matematica e delle scienze
Franco Di Cataldo (Desenzano 6 novembre 2007)
competenze chiave per l'apprendimento
permanente (18 dicembre 2006)
RACCOMANDAZIONE DEL PARLAMENTO EUROPEO E
DEL CONSIGLIO
Il quadro di riferimento delinea otto competenze chiave:
1. comunicazione nella madrelingua;
2. comunicazione nelle lingue straniere;
3. competenza matematica e competenze di base
in scienza e tecnologia;
4. competenza digitale;
5. imparare a imparare;
6. competenze sociali e civiche;
7. spirito di iniziativa e imprenditorialità;
8. consapevolezza ed espressione culturale.
6 novembre 2007
Franco Di Cataldo
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Competenza matematica e competenze di base in
campo scientifico e tecnologico

La competenza matematica è l’abilità di sviluppare e applicare il
pensiero matematico per risolvere una serie di problemi in
situazioni quotidiane => disponibilità a usare modelli matematici di
pensiero (logico e spaziale) e di presentazione (formule, modelli,
costrutti, grafici, carte).

La competenza in campo scientifico si riferisce alla capacità e
alla disponibilità ad usare l'insieme delle conoscenze e delle
metodologie possedute per spiegare il mondo che ci
circonda => Tale competenza comporta la comprensione dei
cambiamenti determinati dall’attività umana e la consapevolezza
della responsabilità di ciascun cittadino.
6 novembre 2007
Franco Di Cataldo
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Competenza matematica e competenze di base in
campo scientifico e tecnologico: MATEMATICA

La conoscenza necessaria nel campo della matematica
comprende una solida conoscenza del calcolo, delle
misure e delle strutture, delle operazioni di base e delle
rappresentazioni matematiche di base

Una persona dovrebbe disporre delle abilità per
applicare i principi ed i processi matematici di base nel
contesto quotidiano

Un’attitudine positiva in relazione alla matematica si
basa sul rispetto della verità e sulla disponibilità a
cercare motivazioni e a determinarne la validità.
6 novembre 2007
Franco Di Cataldo
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Competenza matematica e competenze di base in campo
scientifico e tecnologico: SCIENZA E TECNOLOGIA

Per quanto concerne la scienza e la tecnologia, la conoscenza
essenziale comprende i principi di base del mondo naturale, i
concetti, principi e metodi scientifici fondamentali, la tecnologia e i
prodotti e processi tecnologici, nonché la comprensione
dell'impatto della scienza e della tecnologia sull'ambiente naturale

Le abilità comprendono la capacità di utilizzare e maneggiare
strumenti e macchinari tecnologici nonché dati scientifici per
raggiungere un obiettivo o per formulare una decisione o
conclusione sulla base di dati probanti l’impatto della scienza e della
tecnologia sull'ambiente naturale.

Questa competenza comprende un’attitudine di valutazione critica
e curiosità, un interesse per questioni etiche e il rispetto sia per la
sicurezza sia per la sostenibilità
6 novembre 2007
Franco Di Cataldo
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L’Europa ha bisogno di scienziati
(da D. Nucci, marzo 2006)

“Il primo impatto con le scienze è importante: la percezione di
difficoltà, di astrattezza o noia nei primi livelli scolastici
determinerà grandemente l’atteggiamento dei ragazzi verso queste
materie nei livelli successivi d’istruzione, ed è altrettanto vero che è
proprio nella scuola primaria che comincia l’allontanamento
dei bambini dallo studio di materie scientifiche.
(…)
Guardando i contenuti dei gemellaggi a livello europeo ci
accorgiamo che solo una piccola percentuale dei progetti contempla
un’attività riconducibile alla matematica o alle scienze (67
su 1362 – 5%)”
>>> (Vi è tuttavia un significativo incremento rispetto a quanto
registrato nel marzo 2006 (circa 459 su 4994 - ottobre 2007 9%) [n.r.]
6 novembre 2007
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Tecnologie ed insegnamento scientifico.
Matematica: problema DIFFICOLTA’
Le tecnologie possono ridurre le difficoltà di apprendimento di alcuni concetti
scientifico - matematici?
STRUMENTI DI CALCOLO
 Il controllo consapevole dello strumento tecnologico richiede lo
sviluppo di abilità mnemoniche e di elaborazione quale prerequisito
di base.
Si tratta della condizione necessaria per ottenere questa sorta di
autonomia di controllo degli strumenti esterni di calcolo, che
garantisce la capacità di prevedere un possibile ambito di variabilità
dei risultati ottenuti da una elaborazione automatica.

Un corretto passaggio ad un uso sistematico degli strumenti
automatici di calcolo dovrebbe quindi far riferimento ad un’attività
costante di individuazione autonoma di una possibile gamma
di variabilità degli esiti.
6 novembre 2007
Franco Di Cataldo
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Tecnologie ed insegnamento scientifico, matematica:
problema ASTRATTEZZA
Le tecnologie possono ridurre l’astrattezza di alcuni concetti scientifico matematici favorendone la comprensione?


Ambienti di simulazione – laboratori virtuali
Le tecnologie offrono ambienti dinamici di
valorizzazione operativa ed empirica di apparati
concettuali che spesso sono costruiti astrattamente,
nella staticità vuota e chiusa della loro codificazione
simbolica
Ambienti dinamici d’interazione, di simulazione, di
rappresentazione, possono fornire buone opportunità
per l’approfondimento e la piena comprensione di
concetti astratti.
6 novembre 2007
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Tecnologie ed insegnamento scientifico.
Matematica: problema NOIA
Le tecnologie possono ridurre l’astrattezza di alcuni concetti
scientifico - matematici favorendone la comprensione?
STRUMENTI DI MOTIVAZIONE

Nella realtà scolastica europea è percepito in modo
rilevante il problema della disaffezione dei giovani nei
confronti dello studio delle discipline scientifiche.

E’ quindi necessario trovare nuovi percorsi che
consentano di dare una forte motivazione per
l’impegno nello studio in questi ambiti.
Le nuove tecnologie stimolano gli studenti verso
modalità di elaborazione dell’informazione più attivo e
laboratoriale, in una dimensione di apprendimento
collaborativo.
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RISORSE in dimensione europea per insegnamenti
scientifici e tecnologici

GRID
(GRowing Interest in the Development of teaching science)
Il progetto GRID si propone di identificare il maggior numero
possibile di iniziative nel campo dell’insegnamento delle
scienze, confidando su persone direttamente coinvolte nei
progetti e nella loro volontà di fornire informazioni sul
proprio lavoro.

http://www.grid-network.eu/links.php?lang=it
un riferimento utile per individuare risorse disponibili per
l’insegnamento scientifico in diverse lingue europee
(Associazioni, Istituzioni, risorse varie)
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Risorse online: il portale Xplora
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Servizi di Xplora

Library
◦ Ricerca risorse, download software con tutorial, informazioni sulle
attività

Megalab
◦ Informa su esperimenti disponibili in web, database di progetti,
progetti collaborativi

Practice
◦ Best practices, esempi

Events
◦ Confronti con esperti on line, calendari

News
◦ Contribuire e ricevere notizie sull’educazione scientifica in Europa

Community
◦ Costruire una propria comunità di apprendimento
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Dalla library del portale Xplora
spunti e suggerimenti didattici
>> risorse (cfr. lezioni: sole –
pianeti - galassie)
>> risorse software (cfr. frattali
– insieme di Mandelbrot)
>> progetti collaborativi (ad
esempio si veda il progetto
“Quattro stagioni”).
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13
Risorse da Megalab:
Esempi interazione a distanza

RCL - Remotely Controlled Laboratories
◦ Il filo rovente (manovrare un robot a distanza)

Millikan
◦ Esperienza di Millikan in Xplora

Doppler (simulazioni)
◦ Lo studio di un fenomeno in modo interattivo
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Risorse online: Visita musei scienza

Museo di Storia della Scienza - Firenze
◦ Astrolabio
◦ Microscopio di Galileo

Museo nazionale della Scienza e della
tecnologia di Milano
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Progetti collaborazione a distanza

'Crop circles' challenge –
Collaborative maths on the net
◦ La rete propone l’uso di un metodo di apprendimento condiviso della
matematica che si avvale dell’uso del computer e che ha come
obiettivo l’ampliamento della collaborazione con più insegnanti
europei di matematica. La creazione di una rete di scuole è
inoltre finalizzata ad una migliore definizione degli aspetti didattici
dell’uso di software matematici gratuiti in attività di collaborazione a
scuola, coinvolgendo anche altre discipline scientifiche.
Qui è stato usato GeoGebra, www.geogebra.at, un software
matematico gratuito per costruire “Cerchi nel grano”
◦ Esempio uso GeoGebra >> rette
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Best practice: CROP CIRCLES PROJECT
1. Sint-Donatusinstituut Merchtem Belgium (Flanders)
2. Cesare Vivante Bari Italy
3. Intercultural Gymnasium of Thessaloniki
L’immagine è di un cerchio di
grano trovato il 27 giugno 2000
presso Bishop Cannings,
Wiltshire, England.
6 novembre 2007
il cerchio di grano ricostruito
utilizzando il software
geometrico Geogebra.
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Best practice di collaborazione a distanza

Maths to play

Obiettivi: Learning Math using ICT and playing with logic.

Valore pedagogico
Gli studenti sono spesso intimoriti dagli aspetti più tecnici della
matematica soprattutto dal rigore linguistico. Mediante questo progetto la
curiosità e l’interesse degli studenti per la matematica è aumentato,
evidenziando che è stata sempre parte essenziale della cultura e dello
sviluppo dell’uomo. La matematica fornisce strumenti di analisi della realtà
favorendo la comprensione di situazioni reali
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Risorse: Magazine Factory
MagazineFactory
a free tool for teachers and students to make their own webmagazines
>>> Uno strumento gratuito per insegnanti e studenti per la
creazione del proprio web-magazine
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Ipotesi – proposte di lavoro: filone statistico

Necessità di una molteplicità di
proposte forti in cui il singolo docente
possa riconoscere nel lavoro didattico
che svolge quotidianamente, possibili
contributi per l’arricchimento
reciproco, attuabile in una situazione
di gemellaggi allargati e con il
supporto delle nuove Tecnologie.

Idee per lo svolgimento di attività di
indagini statistiche, da svolgere
completamente online su varie
tematiche e quindi con notevoli
possibilità interdisciplinari (esempio
indagine sull’uso dei telefoni cellulari e
sull’energia).
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Ipotesi – proposte di lavoro:
filone multidisciplinare (Arte e scienza)


Proposte per un’esplorazione
collaborativa della Rivoluzione Scientifica
dei secoli XVI e XVII, partendo dai
contributi forniti dai diversi scienziati
europei dell’epoca (Copernico, Galilei,
Keplero, Newton):
un flusso informativo di ricerca che ha
attraversato l’Europa in quei secoli e che
si è intrecciato con diversi fattori
culturali, artistici ed economici. Una
sorta di paradigma della collaborazione
implementata nella comunità scientifica
dell’epoca.
>> prime lezioni sperimentali
>> materiali spagnoli
>> simulazione Universo Keplero
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Proposte eTwinning per progetti di area
scientifica
4.1. Voi e la statistica
4.2 Lo zucchero in Europa – Addolcisci
la tua vita
4.3 Quattro stagioni
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4.1. Voi e la statistica

Riassunto

In questa attività, gli studenti di ciascuna scuola partner raccolgono dei dati
su se stessi. Li collezionano in semplici analisi statistiche, che poi
scambiano e valutano con la scuola partner. In questo modo la matematica
viene applicata alla vita quotidiana degli studenti, al loro ambiente e alla
loro vita famigliare, favorendo una migliore comprensione reciproca.

Materia Matematica e scienze

Fascia d’età dagli 11 anni

Durata 2- 3 settimane

Strumenti TIC proposti: e-mail, chat, fogli di calcolo, archivi di file condivisi,
strumenti di presentazione

URL al kit completo http://www.etwinning.net/kits/statistics

Progetti simili: http://www.h.shuttle.de/h/dadoka/esp/statist.htm
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4.2. Lo zucchero in Europa – Addolcisci la
tua vita







Livello Intermedio
Materia Scienze
Fascia d’età 15-19
Durata 1 mese
Strumenti TIC proposti e-mail, chat, archivi di file condivisi,
strumenti di presentazione
URL al kit completo http://www.etwinning.net/kits/sugar
Riassunto: Gli studenti fanno ricerche sulle zone di coltivazione
della canna o della barbabietola da zucchero, sul processo di
raffinazione e sui diversi tipi di zuccheri presenti nel loro paese e/o
in Europa. Scoprono la storia dello zucchero, del suo commercio e
del suo uso negli altri paesi. Raccolgono e scambiano informazioni,
…
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4.3. Quattro stagioni







Livello Avanzato
Materia Scienze e interdisciplinare
Fascia d’età 16-19
Durata Metà anno scolastico
Strumenti TIC proposti e-mail, strumenti di presentazione, foto,
chat, videoconferenza, archivi di file condivisi, strumento per i
sondaggi, galleria
URL al kit completo http://www.etwinning.net/kits/seasons
Riassunto: Questo kit prevede che i partner collaborino su
determinati giorni festivi, che vengono celebrati in tutta Europa a
causa del loro significato astronomico, come per esempio il giorno
di San Giovanni (24 giugno). Gli studenti raccolgono informazioni
sugli eventi, le scambiano con i partner e mettono a confronto le
differenze tra paese e paese. Possono poi creare una
documentazione e pubblicare i risultati sulla homepage della scuola.
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