Argomentare, congetturare, provare nelle situazioni non didattiche Il ruolo dei ragionamenti nell’apprendimento Plan • 1. Introduzione: i paradossi l ’insegnamento del ragionamento (testo) • 2. Situazioni per passare dalla retorica ai ragionamenti logici • 3. Un esempio : l ’apprendimento del contro esempio • 4. Situazione didattica, non didattica e a- didattica (ricordare il glossario) L’ingegnere delle situazioni • Un gran numero di situazioni sono state inventate e sperimentate affinchè gli allievi apprendano le matematiche dalla pratica del dibattito sulla prova. • Alcuni hanno per oggetto preciso di insegnare le regole complesse dell ’argomentazione. ex :« chi dirà 20 », « il centro del cerchio circonscritto ad un triangolo » ... La ricerca del numero più grande • Ecco un esempio introduttivo alla situazione di argomentazione e della prova. Che fanno i matematici? • Un processo di tre situazioni per far comprendere a de ragazzi di 10 anni, il ruolo delle dimostrazioni e dei contro esempi : • Il concorso del numero più grande • Il gioco dei mercanti di metodi • Il concorso dei teoremi Il concorso del numero più grande • Il professore : « Scrivo 5 numeri naturali alla lavagna » • « Utilizzando questi 5 nomeri una volta ed una sola, e con l’aiuto delle operazioni che voi conoscete (+, -, x, : ), e che voi sceglierete come voi vorrete, provate ad ottenere un numero il più grande possibile. E’ un concorso tra di voi. » Ecco i numeri : 3;8;7;5;4 • «Per vincere bisogna : • Aver detto quali operazioni bisogna fare per calcolarlo • Aver effettuato il calcolo senza errori • e che nessuno abbia trovato un numero più grande » (situazione d ’azione) Situazione d’azione Figura 4 Conoscen ze Situazione d’Azione Ambiente materiale, sociale etc. Soggetto o istituzion e che agisce Azioni informazioni Il gioco del mercante di metodi • « L’igegnere che inventa un nuovo metodo, un materiale o un metodo di fabricazione ne fa una decsrizione precisa ed ottiene un brevetto. In seguito tutti quelli che vogliono utilizzare questo prodotto, questo materiale o questo metodo devono pagare dei diritti all’inventore» (Situazione di formulazione e di comunicazione) • « Allora provate a dire prima quali operazioni bisogna fare per guadagnare il prossimo concorso del numero più grande. Dovete scegliere e descrivere un metodo. Mettetevi in gruppi di 4. • Non saprete anbcora i numeri che io vi proporrò, bisognerà dunque disegnarli, con delle lettere forse ? » Ordinogramma e formule • Esempio di proposizioni di allievi • ((3 x 8) x (7 x 5)) x 4 3 8 7 x 5 x 24 35 x 840 x 3360 4 più tardi • … • Anne io ho sommato il più grande : 9 • 9 + 0 uguale 9 e 9 volte tre 27 • Alexandra : Io faccio il metodo di Aline? • Anne : Ma no, bisogna fare il mio poiché é quello là che si é trovato, allora tu fai il tuo. Situazione di comunicazione Figura 5 Repertori o Conoscen ze, linguaggi, etc. E Soggetto o istituzione Che emette Situazione di comunicazione Ambiente di R Ambiente materiale sociale etc. Messaggi o Repertorio Conoscenz e, linguaggi, etc. R Soggetto o Instituzion e Che riceve (Nuova sitazione d’azione) • Prima di fare una nuova partita, – I gruppi di inventori verranno ad esporre i loro metodi, – I giocatori sceglieranno quello che vorranno utilizzare – Gli inevntori riceveranno un punto dalla scelta • ma dopo al partita se il metodo ha perduto, l’inventore pagerà un compenso Provate con 3; 5; 2; 6; 7 • « I compratori, mettono alla prova i metodi venduti dai venditori » • Adesso una situazione che modellizza una attività matematica ; la situazione di prova e di validadazione sociale Il concorso dei teoremi • Invece di guadagnare dei punti solamente giocando a fabricare dei metodi o ad utilizzarli potete guadagnare discutendoli: • Se mostrate che un metodo in vendita non da sempre il numero più grande voi segnerete 10 punti Se l’inventore rifiuta di riconoscere il suo errore? – Potete obbligarlo a giocare con i numeri che voi gli proporrete, guadagnerete i punti che egli perde Segnerete dei punti ... – Convincendo i vostri compagni che avete ragione – Mostrando che le dichiarazioni degli altri sono sbagliate (Situazione di prova e validazione sociale) • Perederete dei punti se vi sbagluate • e soprattutto se vi ostinate a sostenere un errore • • Alexandra: Se tu moltiplichi 0 per 5 avrai 0. Ma se tu fai 0 +5 avrai 5. Aline diceva che quando si ha dei numeri bisogna moltiplicarli tutti … • • Alex. E se si fa 1 volta 5 questo fa 5. Se tu fai 1+5, questo fa 6 • Anne. E’ quello che avevo dello l’ultima volta • Alex. Ecco ! Il metodo di Aline non funziona • Eymeric Questo funziona con i numeri … • Anne … Tutti i numeri salvo 0 e 1 Primi teoremi • Degli allievi propongono « Bisogna moltiplicare tutti i numeri » • Discutono rapidamente e s’accordano sul fatto che l’ordine non ha importanza: • « bisogna moltiplicare tutti i numeri non importa in quale ordine.» Lo zero truffa ! • Allora il professore propone 3; 4; 7; 0; 2 ! • Subito gli allievi cercano insiemi di numeri che contraddicono i metodi Cioè dei contro esempi 1 anche ! • • • • 3; 4; 1; 7; 9 Come utilizzare l’ 1? E in questo caso 1;3;7;1;2 ? ? … Ad ogni tappa di nuovi contro esempi … fino a • 1; 1 ;1; 1 ;1 • • Elsa: Se si somma l’1 alla fine, non é che una volta • Anne (off) Questo sarà minore • Elsa: Per esempio si moltiplica al più grande… heu... si addiziona al più grande, quando multiplica, é parecchie volte, é ripetuto • Voix (off) Ma non ! • • Anne (off) Se e si é quello che ho detto. • Elsa : 8+1 questo fa 9, ma se io faccio dopo 9 volte 5, l’1 é ripetuto… é 5 volte dentro • Se tu lo sommi alla fine, non é che una volta • Anne (off): E’ quello che ho detto, anche se ha trovato 481 ed io ho trovato 540 ! aritmetica • Così nel corso di questa tappa gli allievi s’interrogano sulla commutatività, utilizzano implicitamente la distributività della moltiplicazione per spiegare il loro lavoro • Bisogna aggiungere 1 ad uno dei terminidel prodotto o al prodotto stesso ? • Ed a quale numero, al grande ? Al piccolo ? Figura 6 Situazione di prova, o di validazione sociale Repertorio Conoscenz e Linguaggi, Logica, Teoria etc. Ambiente materiale sociale etc. Soggetto del dibattito A Soggetto o istituzione Proponente Repertorio Conoscenz e Linguaggi, Logica, Teoria etc. . Modello dell’ambien te Prove Teoremi B Soggetto o Istituzione Opponent e Gli allievi domandano : esistono teoremi senza contro-esempio? • In questa attività, gli allievi – si esercitano nell’arte del contro-esempio – utilizzano e formulano dei teoremi d ’aritmetica – «scoprono» le regole della dimostrazione come mezzo dell’argomentazione. – E si fanno un’idea soggettiva di « che cosa é l’attività matematica ? » 1. possono condurre Quali situazioni all’uso non didattico della retorica equindi ai ragionamenti logici ? Situazione d ’azione Repertorio Conoscenz e Linguaggi, Logica, Teoria etc. Ambiente materiale sociale etc. azion e A Soggetto o istituzione Proponente informazione • A interagisce con l’ambiente M per ottenere un certo risultato • Se non si ottiene • E se si rende conto che gli manca un mezzo d ’azione o una informazione... Situazione di cooperazione Repertorio Conoscenz e Linguaggi, Logica, Teoria etc. Ambiente materiale sociale etc. . azion e informazione A Soggetto o istituzione B Soggetto o istituzione influenza • … E che un altro B può agire per lui o aiutarlo • Allora tenta d’influenzare B – con la coercizion o – con la retorica Retorica • Influenzare le decisioni di B • Modificare il sistema delle decisioni di B (le sue ragioni d ’agire) con dei mezzi di cui non può essere cosciente: seduzione, autorità etc. Argomentazione Modificare il repertorio di B, ma convincerlo con degli argomenti contrllabili e accettati da lui. Rinunziare ad ogni altro mezzo Modificare il repertorio di B, ma convincere B con degli argomenti controllabili e accettati. Repertorio Conoscenz e Linguaggi, Logica, Teoria etc A Soggetto o istituzione Ambiente materiale sociale etc. Modello dell’Ambie nte proposizione • Comunicare una « proposizione » che si riferisce all’ambiente M • E ad un repertorio di « ragioni », o di B Soggetto o istituzione Conoscenze comuni Figura 6 Situazione di prova, o di validazione sociale Milieu de E Repertorio Conoscenz e Linguaggi, Logica, Teoria etc Ambiente materiale sociale etc. Soggetti del dibattito A Soggetto o istituzione Proponente Repertorio Conoscenz e Linguaggi, Logica, Teoria etc Modello dell’ambien te Prove Teoremi A Soggetto o istituzione Opponent e Questioni d ’ingegneria • Gli scambi tra un proponente e un opponente devono seguire delle regole precise (ref. P. Lorenzen) • Possono apprendere senza la pratica dei dibattiti (ref. Lakatos) ? • I soli dibattiti a-didattici possono portare alla conoscenza di queste regole ? e di didattica • Quali relazioni precise debbono avere con l’ambiente quando dibattono un teorema preciso? • Ogni teorema esige un ambiente differente? • Le matematiche sono fatte con gli stessi tipi di ragionamenti? • I differenti componenti del ragionamento logico Oggetti di giustificazioni • Le operazioni, il calculo dei termini – loro natura e loro buona forma – loro ordine o loro organizzazione • • • • Le dichairazioni, le asserzioni le dimostrazioni gli oggetti stessi (definizioni) loro notazione Giustificazioni e prove 1 • Per rapporto all’ambiente proprio: – la pertinenza – l ’adeguazione • per rapporto all’ambiente esteso – la novità – l ’utilità... • per rapporto al soggetto – l ’adattazione (repertorio, ergonomia) Gustificazio e prove 2 • Per rapporto alla teoria – la consistenza (non contraddizione) – l ’indipendenza, la costruibilità... – la falsificabilità… • per rapporto allambiente circostante – l ’opportunità – l ’idoneità... Situazioni e métodi • • • • Congetture prove e contr-esempi Modelli e rappresentazioni teoremi e meta-teoremi Retorica didattica Repertorio Conoscenz e Linguaggi, Logica, Teoria etc . Ambiente materiale sociale etc. saperi A Soggetto professore Azione futura B Soggetto allievo insegnamento • L ’insegnante A influenza i repertori dell’allievo B affincè egli possa agire convenientemente sull’ambiente M nel futuro. I paradossi • Apprendere il ragionamento senza ragionare? • Insegnare quello che l’allievo deve pensare da se stesso ? • Utilizzare una logica didattica differente da quella che si vuole insegnare ? • Confondere il pensiero dell’allievo e la dimostrazione matematica ? 3. Situazioni a- didattiche Ricorda Situation • A1) Una situazione é (in didattica), un insieme di condizioni che conducono un soggetto umano a utilizzare una conoscenza precisa come mezzo per regolare questa situazione o d’ottenervi un certo risultato. Situation non didactique • A2) Una situazione é detta “ non didattica ” (self content) se il soggetto é condotto a questa utilizzazione di conoscenza senza l’interveto d’un terzo, senza informazione esterna né correzioni e senza ingiunzioni di sorta. Per esempio una prova di controllo é in principio “ non didattica ”. (Snd) Situazione n.d. con uso didattico • A3) Una situazione non didattica può essere utilizzata a dei fini didattici: per esempio per un controllo o nel quadro di un insegnamento per riproduzione o per ripetizione… Situazione d ’apprendimento n.d. • B1) Alcune di queste situazioni permettono o conducono un soggetto umano a mettere in opera e/o di sviluppare questo mezzo di soluzione, anche se non lo conosceva prima. Queste sono delle situazioni d’apprendimento non didattiche. Situazioni didattiche • B2) Une situazione é didattica quando uno dei patner della situazione prova a modificare le conoscenze degli altri con degli interventi specifici • I professori provano a metterei loro allievi nella posizione di utilizzare ciò che loro insegnano nelle condizioni non didattiche. Tipi di situazioni • C1) Le conoscenze si manifestano sotto tre forme principali (comportamenti, informazioni, argomenti). Ad ogni forma corresponde un tipo d’apprendimento spontaneo differente e una struttura specifica delle situazioni non didattiche che li provocano (azione, comunicazione, giustificazioni). Devoluzione, Instituzonalizzazione • C2) I professori perparano e manipolano le situazioni nelle quali si trovano gli allievi, facendoli entrare (devoluzione) o uscire (instituzionalizzazione) dal dominio nondidattico in processi complessi de situazioni didattiche. Gli corrispondono delle modalità didattiche di tre forme di conoscenze presentate quì di seguito. De-didattificazione • C3) Nel corso dell’educazione, tutte le situazioni sono spontaneamente considerate dai ragazzi e dagli adulti come didattiche. Bisogna fare uno sforzo particolare di devoluzione per privare la situazione lasciata all’allievo dei suoi presupposti didattici. Situazione a-didattica • Una situazione resa provvisoriamente e parzialmente non didattica é detta adidattica : l’allievo é cosciente che deve regire con le proprie sue forze e la sua rsponsabilità, benchè egli non sia sicuro di arrivarvi.