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acquisizione del pensiero
     proporzionale


 Daniela Medici, M. Gabriella Rinaldi
           2 maggio 2012
Una didattica innovativa:
il modello socio-costruttivista
                           M.Henry




                                     Nuovo equilibrio

Incontro con una nuova situazione




   Equilibrio precedente



                                      Fase di disequilibrio
La “situazione problema”
La situazione-problema deve far apparire
 le conoscenze che si vuole mobilizzare
 come necessarie ed efficaci
lo strumento più efficace o il più adatto alla
  risoluzione del problema.
In tal modo la conoscenza trova il suo
  senso.
Insegnamento tradizionale:
 il trasmissivismo                      M.Henry


INSEGNANTE:     SORGENTE

                 trasmissione




testa      decodifica           testa


ALLIEVO:        RECETTORE
problemi “buoni” in un’ottica sociocostruttivista
        (in qualunque livello scolare)
 • possono essere affrontati autonomamente
 • suscitano comportamenti di ricerca: sono
   “interessanti” e (di solito) il primo tentativo non
   conduce immediatamente alla soluzione
 • sono autovalidanti: gli allievi sono in grado di
   controllare autonomamente la validità delle soluzioni
   prodotte e di prendere coscienza della insufficienza
   delle conoscenze in possesso
 inoltre
 • sono situazioni concrete nelle quali l’allievo è portato
   ad “agire”
Il puzzle                              6 cm       5 cm




                                                          4 cm
                                           m
                                    A              B




                                         5c
Il puzzle rappresentato
in figura va ingrandito:



                           8 cm
il segmento che misura




                                m
4 cm deve misurarne 6


                              5c
sul puzzle ingrandito.




                                                          7 cm
Ingrandite ciascuno
                                               C
                                   D
                           3 cm
dei quattro pezzi e
costruite così il nuovo
grande puzzle.
                                  3 cm         8 cm
“ingrandire”
dal dizionario Baruk, Edizione italiana a cura di
  Francesco Speranza e Lucia Grugnetti, pag. 276,
  alla voce
INGRANDIMENTO: s.m. XVII sec., da “grande”
a. I (Italiano) Riproduzione di un oggetto in dimensioni
  maggiori conservando i rapporti. La parola è
  particolarmente usata in fotografia.
b. M (Matematica) La parola ingrandimento è entrata di
  recente, con rimpicciolimento o riduzione, nel
  vocabolario pedagogico-matematico.
  Cfr. riduzione e ingrandimento (alle pagine 520-522).
Il puzzle
Analisi delle difficoltà
Si tratta di superare la concezione
“additiva”, riconoscendo un problema di
proporzionalità.
La strategia del ritaglio permette un
controllo immediato della soluzione.
Il puzzle “ingrandito”
Federica ha voluto ingrandire il disegno :
                                                    A 2       F


                                                              6
                                                    8
                                                                  2 D
                                                          E
e ha ottenuto questo:        ?                      B
                                                                    2
                        A'            F'                  4        C




                                      9
                        ?

                                           ?   D'
                                 E'
                                               ?

                        B'        ?            C'


Senza misurare, trova le dimensioni mancanti della
  seconda figura
Mauro ha voluto imitare Federica e ha fatto questi due
  disegni:
                                         6

                      2

                          4
                  6        2
                               2
                          4




Senza misurare, trova le dimensioni mancanti della seconda
  figura
Utilizzati sia come introduzione che come “diagnosi” alle superiori
IL COLORE DEL MARE
Un amico ci ha detto che per riprodurre un particolare colore del mare, dobbiamo
   mescolare tra loro quattro diversi colori e ci ha consigliato le rispettive quantità, che
   sono riportate nella tabella qui sotto.
Purtroppo abbiamo a disposizione una quantità diversa del primo colore.
Riesci a determinare le quantità degli altri colori, in modo che il colore finale non
   cambi?

         COLORE                        QUANTITA’                       QUANTITA’
                                       CONSIGLIATA                      EFFETTIVA
Verde scuro                                70 ml                           50 ml
Azzurro cielo                              40 ml

Giallo chiaro                              25 ml

Bianco                                     20 ml


Spiegazione:____________________________________________________________

________________________________________________________
IL COLORE DEL MARE                                (scuola primaria)

Un amico ci ha detto che per riprodurre un particolare colore del mare,
dobbiamo mescolare tra loro quattro diversi colori e ci ha consigliato le
rispettive quantità, che sono riportate nella tabella qui sotto.
Purtroppo abbiamo a disposizione una quantità diversa del primo colore.
Riesci a determinare le quantità degli altri colori, in modo che il colore
finale non cambi?

         COLORE             QUANTITA’           QUANTITA’ EFFETTIVA
                            CONSIGLIATA
Verde scuro                     60 ml                    20 ml
Azzurro cielo                   90 ml
Giallo chiaro                   36 ml
Bianco                          40 ml

Spiegazione ____________________________________________
Domanda
Il ricorso a “buoni problemi”, in un’ottica socio-
   costruttivista, può incidere sulla costruzione
   del pensiero proporzionale e quindi
   sull’apprendimento?
Lavorare per problemi è guadagno o perdita
   di tempo?
Gli allievi hanno maggiori capacità
a medio o lungo termine di riconoscere una
   situazione proporzionale ?
RISULTATI
MARE                   n°     GIUSTO      SBAGLIATO         ADD
CLASSI S-C             68       55,8%          44,2%          46,6%
CLASSI T               217      14,7%          85,3%         77,83%


Alcune osservazioni:
*pare che la tabella (che suggerisce una strategia risolutiva) abbia
leggermente facilitato le classi T
*Il fatto che un colore vada a zero pare provocare ripensamenti
nelle classi S-C: la percentuale di chi sbaglia cala rispetto a viola 1
e 2 e soprattutto si può notare che tra chi sbaglia cala sensibilmente
la percentuale di chi applica la strategia additiva. Nelle classi T
invece tale percentuale rimane molto alta, pur calando un po’.
CHIMICA
Sul testo di chimica, abbiamo trovato che per
  neutralizzare 10 ml di una soluzione fortemente
  acida occorre aggiungere 80 ml di un composto
  alcalino.
Noi però dobbiamo neutralizzare 25 ml della
  soluzione acida.
Quanti millilitri del composto alcalino dovremo
  utilizzare?
Spiegazione:______________________________
  ______________________________________
  ______________________________________
  _____________
Inserito per testare se e soprattutto in chi,
  numeri più semplici avrebbero facilitato il
  superamento dell’ostacolo
Abbiamo agito sulla variabile didattica
  “numeri” per vedere se in che misura numeri
  più “facili” avrebbero favorito le classi T.

CHIMICA    n°   GIUSTO    SBAGLIATO    ADD
CLASSI S-C 66   82,4%      7,6%        10,3%
CLASSI T 214    47,7%     52,3%        40,2 %
Problemi di            Problemi di carattere
carattere geometrico            aritmetico



 Dalle considerazioni spontanee si può arrivare ad
   “istituzionalizzare” la uguaglianza di rapporti
 Poi il nome proporzioni e la proprietà
   fondamentale (come di uguaglianza tra due
   frazioni)
 In seguito le altre proprietà
Alla scuola elementare il pensiero
 proporzionale si acquisisce gradualmente
 mediante:

Problemi tradizionali
Problemi non-standard

• in ambito aritmetico o geometrico
• attraverso attività manipolative e non
Quale compro?
• Su uno scaffale di un supermercato trovi
  esposte due lattine di salsa di pomodoro;
  una contiene 3 hg. di salsa e costa 1,50
  euro, l’altra ne contiene 2 hg. e costa 1,20
  euro.
• Quale delle due lattine è più conveniente
  acquistare?
Il testo non suggerisce la procedura ma è ben evidente l’ambito
     proporzionale
Per la risoluzione occorre prima di tutto
   capire che ciò che conta è il rapporto
   quantità – prezzo:
Il più conveniente è quello che costa meno a
   pari quantità di salsa.

Come fare il confronto?
• Si potrebbe aggiungere:

• Controlla la tua risposta calcolando:
- il costo per etto di ogni lattina
            (RIDUZIONE ALL’UNITA’)
- quanta conserva di ogni tipo avresti
  ottenuto con una spesa di 1 euro
Oppure si può anche lavorare con i multipli:

              4 etti   6 etti   8 etti   9 etti   10 etti   12 etti


   Prezzo
   primo                 3               4,50                 6
  barattolo
   Prezzo
  secondo     2,40              4,80                6        8,40
  barattolo
Aiuole colorate
Claudio sta piantando due aiuole di tulipani,
  vuole usare un miscuglio di tulipani rossi e
  gialli.
Nella prima aiuola pianta sette tulipani rossi per
  ogni terna di tulipani gialli.
(Dopo aver piantato 3 tulipani gialli, pianta, mischiati con i gialli, 7
   tulipani rossi, poi ancora 3 gialli e poi 7 rossi e così via)
Nella seconda aiuola pianta tre tulipani rossi per
  ogni coppia di tulipani gialli.
Claudio pianta lo stesso numero di tulipani in
  ogni aiuola, quale delle due sarà più gialla?
Occorre capire che l’aiuola che si vede
più gialla è quella che ha più fiori gialli a
parità di tulipani rossi

Ciò che conta è cioè il rapporto fra i due
colori, ma non occorre il concetto di
rapporto per risolvere il problema.
Prima aiuola
  rossi             7       14         21        28        35


     gialli         3       6          9         12        15



                  Seconda aiuola
 rossi        3         6   9     12        15        18        21   24

 gialli       2         4   6     8         10        12        14   16




Le tabelle si possono confrontare a parità
            di fiori rossi o gialli
un quesito sul quale, di solito, sono
          tutti d’accordo:

Aggiungendo 3 cm ad entrambe le misure
 dei lati di un rettangolo, si ottiene un
 rettangolo simile?
Ingrandimenti e rimpicciolimenti
Le condizioni si possono trasformare così:
Un elefante pesa come 5 mucche     e=5m
Una mucca pesa come 10 uomini      m = 10 u
Una balena pesa come 30 elefanti   b = 30 e

Procedendo per sostituzioni successive:
una balena pesa 30 volte un elefante
   cioè come 30 x 5 m
   cioè come 30 x 5 x 10 u
   quindi come 1500 uomini
• Lavorare per “proporzionalità elementare”:
per esempio: se 3 bambole valgono 2 gatti, allora 6
  bambole valgono 4 gatti, ....

• lavorare per "transitività":
per esempio, se 6 bambole valgono 4 gatti e 4 gatti
  valgono 3 orsi, allora 6 bambole valgono 3 orsi o 2
  bambole valgono un orso

• lavorare per sostituzione:
per esempio, sostituire 2 gatti con 3 bambole, ...

• combinare i tre tipi di trasformazioni precedenti:
2 gatti e una bambola fanno 4 bambole (3 + 1) e 4
  bambole corrispondono a 2 orsi.
Il problema è stato risolto correttamente,
   con spiegazione soddisfacente o meno:

35% circa delle classi della categoria tre

50% delle classi della categoria quattro

66% delle classi della categoria cinque
L’analisi dei protocolli evidenzia l’abitudine di risolvere
   problemi mediante il metodo di “riduzione all’unità”:
l’esigenza degli alunni è quella di determinare non tanto il
   valore complessivo di un gruppo conveniente di
   francobolli, quanto quello di ogni singolo francobollo

Alcuni protocolli mostrano che la classe ha ben compreso il
  concetto di frazione, ma è ancora incapace di utilizzare
  la corretta scrittura.
Non abbiamo potuto appurare se l’uso era puramente
  intuitivo o l’insegnante aveva già affrontato l’argomento.
  L’elaborato che segue ne è un esempio:
½ significa in realtà per gli alunni di una classe 1+ ½.
Le Marmellate                     15°RMT,F,12


C’è la raccolta delle ciliegie.
La nonna prepara la marmellata in un enorme paiolo, per la sua
   famiglia e i vicini.
Lunedì cuoce 8 kg di ciliegie con 5 kg di zucchero.
Martedì cuoce10 kg di ciliegie con 7 kg di zucchero.
Giovedì, giorno di maggior raccolta, cuoce 16 kg di ciliegie con 10 kg
   di zucchero.
Sabato, fine della raccolta, cuoce 5 kg di ciliegie con 3 kg di zucchero.
Qual è il giorno in cui la nonna ha preparato la marmellata più
  zuccherata?
Ci sono giorni in cui le marmellate hanno lo stesso grado di
  dolcezza?
Spiegate come avete trovato la vostra risposta.
Le Marmellate                     15°RMT,F,12
ANALISI A PRIORI
Analisi del compito

Rendersi conto che bisogna considerare simultaneamente le due
grandezze e non ci si può basare soltanto sullo zucchero

Rendersi conto che sarebbe possibile fare confronti se la
quantità di una delle due grandezze fosse la stessa, di
conseguenza provare a raddoppiare, triplicare, ...dividere per
due, ...ciascuna delle quantità.
Esempio:
8 kg di ciliegie e 5 kg di zucchero
16 kg di ciliegie e10 kg di zucchero
Porta a concludere che la percentuale di zucchero delle
marmellate di lunedì e giovedì sarà la stessa.
Le Marmellate                    15°RMT,F,12
Inoltre raddoppiando le quantità di sabato :
10 kg di frutta e 6 kg di zucchero
e confrontando con martedì:
10 kg di frutta e 7 kg di zucchero
si può dire che
la marmellata di sabato è meno zuccherata di quella di
martedì.
Si possono poi confrontare le marmellate di martedì e giovedì,
facendo coincidere una delle quantità.
100 kg di frutta per 70 kg di zucchero il martedì
112 kg di frutta per 70 kg di zucchero il giovedì
 e si conclude che
la marmellata di martedì è più zuccherata di quella di giovedì.
Le Marmellate                15°RMT,F,12
La marmellata più zuccherata è dunque quella di martedì,

le marmellate di lunedì e di giovedì hanno la medesima
percentuale di zucchero.

Con procedure «esperte»:
calcolare i rapporti giornalieri fra zucchero e marmellata:
                 lunedì       martedì     giovedì      sabato
zucchero(in kg) 5                7          10         3
ciliegie (in kg) 8             10           16         5

rapporto         5/8       7/10         10/16        3/5

              =0,625      = 0,7       = 0,625      = 0,6
Le Marmellate                     15°RMT,F,12
Oppure:
calcolare i rapporti giornalieri di massa di zucchero/massa totale:
                    lunedì    martedì     giovedì    sabato
zucchero (in kg)       5         7           10          3
ciliegie (in kg)       8         10          16          5


rapporto            5/13       7/17        10/26         3/8
                   ≈ 0,38    ≈ 0,41       ≈ 0,38     ≈ 0,375
I BARATTOLI DI CARAMELLE (Cat. 5, 6, 7, 8, 9, 10)
Nonna Matilde mette in un barattolo 6 caramelle all’arancia e 10 al
limone.
In un secondo barattolo mette 8 caramelle
all’arancia e 14 al limone.                          Caramelle Caramelle
Le caramelle hanno la stessa forma e sono                    I             II
                                                      6 all'arancia 8 all'arancia
 incartate nello stesso modo.                         10 al limone  14 al limone

La nonna sa che a Giulio non piacciono le
caramelle al limone e quindi gli dice:
«Puoi prendere una caramella. Ti lascio scegliere il barattolo nel
quale puoi infilare la mano, senza guardare dentro».
Giulio ci pensa un po’ e sceglie infine il barattolo che, secondo lui,
gli offre più possibilità di prendere una caramella all’arancia.

Al posto di Giulio quale barattolo scegliereste?
Spiegate il vostro ragionamento.
Analisi del compito
- Rendersi conto che non è sufficiente scegliere il barattolo che ha il maggior numero di
   caramelle all’arancia o il minor numero di caramelle al limone, ma che bisogna anche tener
   conto delle due quantità contemporaneamente, con un rapporto di grandezze.
- Determinare, poi confrontare, i rapporti tra numeri di caramelle all’arancia e al limone, per
   mezzo di frazioni (con lo stesso denominatore o numeratore), o dividere l’uno per l’altro.

Oppure: determinare e confrontare i rapporti del numero di caramelle all’arancia e il numero
   totale di caramelle di ciascun barattolo.

Oppure: organizzare un ragionamento proporzionale del tipo: “in un barattolo di 6 / 10 si
   avrebbero le stesse possibilità di un barattolo di 12 / 20” e preparare una lista di casi:

I Arancia             6    12     18   24      30       36      42     48      54        60         66
     …
   Limone 10    20    30     40               50      60       70            80     90        100
     110 …
  Totale 16     32    48    64      80 96    112 128    144              160    176 …
II Arancia            8    16     24    32    40    48    56             64 …
   Limone 14     28     42     56          70    84    96                    112 …
  Totale 22      44     66     88    110   132   154 176                  …

e constatare che si possono confrontare facilmente 42 / 70 e 40 / 70 oppure 66 / 176 e
    64 /176
    o ancora 24 / 64 e 24 / 66 oppure 48 / 128 e 48 / 132 per dedurne che la scelta del primo è
    la più favorevole ad avere una caramella all’arancia.
DECORAZIONI (Cat. 5, 6, 7) 9° , II
Un pittore ha dipinto quattro figure diverse su un muro.




Ha utilizzato dei barattoli di colore della stessa grandezza: 18
  barattoli di rosso per una figura, 21 barattoli di blu per
  un’altra figura, 27 barattoli di giallo per un’altra figura
  ancora e alcuni barattoli di nero per la figura che resta.
  Alla fine del suo lavoro, tutti i barattoli erano vuoti.
Indicate il colore di ogni figura.
Quanti barattoli di colore nero ha utilizzato?
Spiegate come avete trovato la risposta.
DECORAZIONI (Cat. 5, 6, 7) 9° , II

Attribuzione dei punteggi
4 Indicazione del numero di barattoli di colore con
  spiegazioni (indicazione del colore di ogni figura e
  relazione area/numero di barattoli)
3 Indicazione del numero di barattoli di colore, senza
  spiegazioni
2 Indicazione dell’area di ciascuna figura e errore di
  calcolo per il numero dei barattoli di colore nero
1 Valutazione “ ad occhio” delle superfici (spiegazione
  del tipo ”si è visto che…) o inizio di risoluzione del
  problema
0 Risposte non in linea con il problema
Livello: 5, 6, 7
Origine : Suisse romande
risultati “Decorazioni”
da 130 elaborati di cat 5,6,7
punteggio massimo 4 :

•   media totale :   2,7
•   media cat. 5 :   2
•   media cat. 6 :   2,9
•   media cat. 7 :   3,2

problema “facile”, ma le variabili numeriche hanno
  influenzato il risultato (regolarità delle
  successioni)
• 24 pots noirs, il y a toujours 3 de différence:
                     18 – 21 – 24 – 27
• Ce ne sono 30: (18 – 21 – 27 – 30)
• Sono 39, infatti : 18 + 3 = 21
                    21 + 6 = 27
                   27 + 12 = 39
abbiamo notato che c’è sempre il doppio di 3

20 % degli elaborati: notano la regolarità della successione
 delle misure di area    6;7;8;9
sulla successione incompleta dei numeri di barattoli
                        18 : 21 ; 27
arrivando anche a risultati errati, all’incirca nel 50% dei casi
• Pour trouver la réponse, on doit toujours faire 3 fois.
  Il a utilisé 24 pots noirs.
• Abbiamo contato il numero di quadrati in ogni figura
  e abbiamo moltiplicato per 3 ogni numero di
  quadrati nelle figure e abbiamo fatto allo stesso
  modo per sapere quanti neri ci sono (24).
• Il a utilisé 24 pots de peinture (noire). Explication :
  On a fait 3 × 6 = 18, après on fait 3 × 9 = 27
  ensuite 3 × 7 = 21 ensuite il restait 24
car ce qu’on a fait 3 × 8 = 24 on l’a mis en noir.

80% degli elaborati
citano esplicitamente il fattore 3 o riconoscono i multipli
di 3 nella successione dei numeri di barattoli
TARTUFI AL CIOCCOLATO (Cat. 6, 7, 8) 11°, F
Ecco qualche confezione della ditta Tartuffardi contenenti tutte lo
   stesso tipo di tartufi al cioccolato:



      Classico        Alternato         Piccolo       Tribù

Ed ecco le etichette che indicano il peso del     540 g
contenuto, da incollare sulle confezioni:
                                                              810 g
Ma queste etichette non sono in ordine e ne       630 g
manca una.
Trovate la confezione per la quale non c’è etichetta e indicate il
  suo peso.
Spiegate il vostro ragionamento.
• fattore non intero: 22,5
(per scoprirlo occorre fare numerosi tentativi)
• successione
                 16, 24, 28, 36
(meno facile di 6,7,8,9 di « Decorazioni »)
• successione incompleta
               540, 630, 810
(con numeri più grandi)
DOVE SI POSA LA MOSCA?                          R.M.T. 1999: 7°, I, 15


                            D




Il rettangolo di destra è la fotografia del grande rettangolo di
sinistra.
Nel momento in cui la fotografia è stata scattata, una mosca si è
posata sul rettangolo grande.
Il fotografo però quando ha stampato la fotografia l'ha cancellata.
Rimettete la mosca al posto giusto sulla foto.
Spiegate come avete proceduto.
Analisi a priori
• Ambito concettuale: geometria: ingrandimento (omotetia),
   aritmetica: proporzionalità (funzione lineare)
• Analisi del testo: assenza di parole chiave
• Analisi del compito:
  - procedure di tipo geometrico:
    tracciare due rette passanti ciascuna per la mosca e (ad es.)
  per un vertice del foglio e condurre poi le parallele
  corrispondenti sulla foto e individuare “la mosca” dalla loro
  intersezione; oppure cercare il centro di omotetia,
  intersecando due rette congiungenti punti corrispondenti e
  procedere utilizzando le proprietà dell’omotetia.
  - procedure di tipo aritmetico:
   determinare il fattore di riduzione della fotografia a partire dai
  due rettangoli (eventualmente verificando che è il medesimo
  per le due dimensioni):        2,5 : 6 = 3,5 : 8,4 = 5 : 12
  determinare poi le coordinate della mosca sul foglio e calcolare
  le coordinate corrispondenti sulla foto.
La mosca: soluzione grafica
Omotetia di centro C


            D




                                  C
Avvio al calcolo letterale
Scuole ed allievi coinvolti

•   LS   Liceo scientifico e Liceo scientifico tecnologico
•   LC   Liceo classico
•   IT   Istituto tecnico industriale o commerciale
•   IP   Istituto professionale

                 LS        LC         IT        IP       totale

n° classi        12         2         14        19           37
n° allievi      272        44        318       401      1035

                                                                  56
IL TERRENO DI FRANCESCO
Francesco vuol dividere un terreno rettangolare fra i suoi tre figli,
   sistemando due palizzate che partono dal vertice A, in modo che le
   tre parti abbiano la stessa area.
                 D        F               C




                                          E


                 A                        B


Questo disegno rappresenta un primo tentativo, ma Francesco si
   accorge che non va bene.
Dove dovrà sistemare gli estremi E ed F delle palizzate sui lati BC
   e CD in modo che la divisione sia giusta?
Indicate con precisione la posizione di questi punti e giustificate
   la vostra risposta.
LA PREDIZIONE (14°RMT)

Marco propone questo gioco al suo amico Luca:
- pensa un numero intero qualsiasi,
- aggiungi il numero immediatamente successivo,
- aumenta di 9 la somma precedente,
- dividi il risultato ottenuto per 2,
- sottrai il numero che hai pensato all’inizio.
Il risultato è 5, vero?
Luca è stupefatto, ma non è magia: si tratta solo di
    matematica.
Perché si ottiene sempre lo stesso risultato da
    qualunque numero parta il gioco?
Spiega il tuo ragionamento.
Strategia algebrica   6%
Corretto algebrico    4%
Errato algebrico      2%


Nelle classi del potenziamento…
La predizione: potenziamento



• L’unico che pensa subito di
  utilizzare un lettera, imposta       n +1+ 9
  male l’espressione                           −n
                                          2

• e la calcola in modo errato ( e
  semplifica le due lettere, dopo
  aver spiegato il motivo per cui                             n +10
                                    n +1+ 9                         −n
  non può farlo semplifica                  −n      diventa
                                       2                        2
  diversamente:

semplifica 10 con 2 e dunque
  rimane n – n.
2n + 10
        −n
   2
                            La predizione: potenziamento

       • Il problema era dunque gestire l’espressione

                               2n + 10
                                       −n
                                  2
      Problema che abbiamo risolto con tre modalità diverse:

      •Somma di due termini trasformando in frazioni con lo stesso
      denominatore

      •Utilizzo della proprietà distributiva per trasformare il numeratore in un
      prodotto e poi procedere alla divisione

      •Scomposizione della frazione nel prodotto di due frazioni
Dalla gara: Analisi a posteriori
  «Se al posto di un numero prendiamo x, al secondo passaggio
     aggiungiamo x+1 quindi avremo 2x+1. Al terzo passaggio
     aggiungendo 9 avremo 2x+10. Al quarto passaggio dividendo tutto
     per 2 avremo x+5. Al quinto passaggio sottraendo x avremo 5».
    (cat.8)
   n + ( n +1) + 9      n + n +1 + 9      n + n +10
                   −n =              −n =           − n = 1 n + 1 n + 5 − n = n + 5 − n = ( n + 5) − n = 5
          2                   2               2            2     2

                                                                                       (cat.7)


«x : 2= mezza x; 1 : 2 = 0,5; 9 : 2 = 4,5;
proviamo a sommare il tutto mezza x + mezza x = x intera; 4,5 +0,5 = 5;
ora sottraiamo la x che è rimasta fuori dalla parentesi e così rimane solo 5».
                                                                       (cat.8)
La predizione: analisi a posteriori

In tutti gli elaborati di cat .8 che risolvono il problema impostando
    un’equazione, si nota confusione sul concetto di equazione e di espressione
    letterale:

• un gruppo di allievi imposta un’equazione, semplifica il primo membro
  (un’espressione) fino ad ottenere 5 e indica 5 come risultato
  dell’equazione. Altri due gruppi risolvono l’equazione ma affermano:
  «qualunque sia il valore di x il risultato è sempre 5».

• In un altro elaborato si legge:
  «x + 5− x = 5 quindi ora +x e − x si annullano perché il loro risultato è 0.
   Quindi il risultato dell’equazione sarà sempre, qualsiasi numero si metta al
   posto di x, questa: 5 = 5»

• In vari elaborati di ogni categoria inoltre si riscontrano errori di tipo
  algebrico relazionale relativi all’uso errato del segno di uguaglianza: ad
  esempio catene del tipo: 10+11=21+9=30:2=15−10 = 5, oppure catene
  analoghe di espressioni letterali; (x+1+9):2 = 10/2 = 5; equivalenze errate:
  da x = −5 segue x = 5.
La predizione: primi commenti

•        Il non utilizzo della via algebrica può essere
    attribuito a:
•       - poca dimestichezza ad usare le lettere per
    esprimere         proprietà   o     descrivere
    procedimenti generali (si preferisce giustificare
    per via retorica)
•       - coinvolgimento dell'idea di dimostrazione
    che è ancora poco familiare agli allievi di questa
    età (in più della metà degli elaborati si trova solo
    una verifica su uno o più esempi)
Indichiamo con y il numero delle autovetture e con a il
  numero delle moto di un’autorimessa. Esprimi a parole
  l’informazione che ottieni dalla seguente scrittura:
                       y = 7a + 2
                      Cat. 8        Cat. 9       Cat 10        Cat 10
                                                 non licei     licei
        Corretti      50%           23%          10%           62%

Alcune risposte:
•“ci sono 7 moto e 9 auto”

•“i numeri delle auto sono equivalenti a 7 moto più altre 2”

• “le autovetture sono uguali a 7 delle moto più due di qualcosa che non
conosciamo”
•“le autovetture sono uguali a 7 moto più due altri veicoli”

      Difficoltà di interpretazione di scritture algebriche e
                difficoltà sul concetto di parametro

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Comenius 2 05-2012

  • 1. acquisizione del pensiero proporzionale Daniela Medici, M. Gabriella Rinaldi 2 maggio 2012
  • 2. Una didattica innovativa: il modello socio-costruttivista M.Henry Nuovo equilibrio Incontro con una nuova situazione Equilibrio precedente Fase di disequilibrio
  • 3. La “situazione problema” La situazione-problema deve far apparire le conoscenze che si vuole mobilizzare come necessarie ed efficaci lo strumento più efficace o il più adatto alla risoluzione del problema. In tal modo la conoscenza trova il suo senso.
  • 4. Insegnamento tradizionale: il trasmissivismo M.Henry INSEGNANTE: SORGENTE trasmissione testa decodifica testa ALLIEVO: RECETTORE
  • 5. problemi “buoni” in un’ottica sociocostruttivista (in qualunque livello scolare) • possono essere affrontati autonomamente • suscitano comportamenti di ricerca: sono “interessanti” e (di solito) il primo tentativo non conduce immediatamente alla soluzione • sono autovalidanti: gli allievi sono in grado di controllare autonomamente la validità delle soluzioni prodotte e di prendere coscienza della insufficienza delle conoscenze in possesso inoltre • sono situazioni concrete nelle quali l’allievo è portato ad “agire”
  • 6. Il puzzle 6 cm 5 cm 4 cm m A B 5c Il puzzle rappresentato in figura va ingrandito: 8 cm il segmento che misura m 4 cm deve misurarne 6 5c sul puzzle ingrandito. 7 cm Ingrandite ciascuno C D 3 cm dei quattro pezzi e costruite così il nuovo grande puzzle. 3 cm 8 cm
  • 7. “ingrandire” dal dizionario Baruk, Edizione italiana a cura di Francesco Speranza e Lucia Grugnetti, pag. 276, alla voce INGRANDIMENTO: s.m. XVII sec., da “grande” a. I (Italiano) Riproduzione di un oggetto in dimensioni maggiori conservando i rapporti. La parola è particolarmente usata in fotografia. b. M (Matematica) La parola ingrandimento è entrata di recente, con rimpicciolimento o riduzione, nel vocabolario pedagogico-matematico. Cfr. riduzione e ingrandimento (alle pagine 520-522).
  • 8. Il puzzle Analisi delle difficoltà Si tratta di superare la concezione “additiva”, riconoscendo un problema di proporzionalità. La strategia del ritaglio permette un controllo immediato della soluzione.
  • 10. Federica ha voluto ingrandire il disegno : A 2 F 6 8 2 D E e ha ottenuto questo: ? B 2 A' F' 4 C 9 ? ? D' E' ? B' ? C' Senza misurare, trova le dimensioni mancanti della seconda figura
  • 11. Mauro ha voluto imitare Federica e ha fatto questi due disegni: 6 2 4 6 2 2 4 Senza misurare, trova le dimensioni mancanti della seconda figura Utilizzati sia come introduzione che come “diagnosi” alle superiori
  • 12.
  • 13. IL COLORE DEL MARE Un amico ci ha detto che per riprodurre un particolare colore del mare, dobbiamo mescolare tra loro quattro diversi colori e ci ha consigliato le rispettive quantità, che sono riportate nella tabella qui sotto. Purtroppo abbiamo a disposizione una quantità diversa del primo colore. Riesci a determinare le quantità degli altri colori, in modo che il colore finale non cambi? COLORE QUANTITA’ QUANTITA’ CONSIGLIATA EFFETTIVA Verde scuro 70 ml 50 ml Azzurro cielo 40 ml Giallo chiaro 25 ml Bianco 20 ml Spiegazione:____________________________________________________________ ________________________________________________________
  • 14. IL COLORE DEL MARE (scuola primaria) Un amico ci ha detto che per riprodurre un particolare colore del mare, dobbiamo mescolare tra loro quattro diversi colori e ci ha consigliato le rispettive quantità, che sono riportate nella tabella qui sotto. Purtroppo abbiamo a disposizione una quantità diversa del primo colore. Riesci a determinare le quantità degli altri colori, in modo che il colore finale non cambi? COLORE QUANTITA’ QUANTITA’ EFFETTIVA CONSIGLIATA Verde scuro 60 ml 20 ml Azzurro cielo 90 ml Giallo chiaro 36 ml Bianco 40 ml Spiegazione ____________________________________________
  • 15. Domanda Il ricorso a “buoni problemi”, in un’ottica socio- costruttivista, può incidere sulla costruzione del pensiero proporzionale e quindi sull’apprendimento? Lavorare per problemi è guadagno o perdita di tempo? Gli allievi hanno maggiori capacità a medio o lungo termine di riconoscere una situazione proporzionale ?
  • 16. RISULTATI MARE n° GIUSTO SBAGLIATO ADD CLASSI S-C 68 55,8% 44,2% 46,6% CLASSI T 217 14,7% 85,3% 77,83% Alcune osservazioni: *pare che la tabella (che suggerisce una strategia risolutiva) abbia leggermente facilitato le classi T *Il fatto che un colore vada a zero pare provocare ripensamenti nelle classi S-C: la percentuale di chi sbaglia cala rispetto a viola 1 e 2 e soprattutto si può notare che tra chi sbaglia cala sensibilmente la percentuale di chi applica la strategia additiva. Nelle classi T invece tale percentuale rimane molto alta, pur calando un po’.
  • 17. CHIMICA Sul testo di chimica, abbiamo trovato che per neutralizzare 10 ml di una soluzione fortemente acida occorre aggiungere 80 ml di un composto alcalino. Noi però dobbiamo neutralizzare 25 ml della soluzione acida. Quanti millilitri del composto alcalino dovremo utilizzare? Spiegazione:______________________________ ______________________________________ ______________________________________ _____________
  • 18. Inserito per testare se e soprattutto in chi, numeri più semplici avrebbero facilitato il superamento dell’ostacolo Abbiamo agito sulla variabile didattica “numeri” per vedere se in che misura numeri più “facili” avrebbero favorito le classi T. CHIMICA n° GIUSTO SBAGLIATO ADD CLASSI S-C 66 82,4% 7,6% 10,3% CLASSI T 214 47,7% 52,3% 40,2 %
  • 19. Problemi di Problemi di carattere carattere geometrico aritmetico Dalle considerazioni spontanee si può arrivare ad “istituzionalizzare” la uguaglianza di rapporti Poi il nome proporzioni e la proprietà fondamentale (come di uguaglianza tra due frazioni) In seguito le altre proprietà
  • 20. Alla scuola elementare il pensiero proporzionale si acquisisce gradualmente mediante: Problemi tradizionali Problemi non-standard • in ambito aritmetico o geometrico • attraverso attività manipolative e non
  • 21. Quale compro? • Su uno scaffale di un supermercato trovi esposte due lattine di salsa di pomodoro; una contiene 3 hg. di salsa e costa 1,50 euro, l’altra ne contiene 2 hg. e costa 1,20 euro. • Quale delle due lattine è più conveniente acquistare? Il testo non suggerisce la procedura ma è ben evidente l’ambito proporzionale
  • 22. Per la risoluzione occorre prima di tutto capire che ciò che conta è il rapporto quantità – prezzo: Il più conveniente è quello che costa meno a pari quantità di salsa. Come fare il confronto?
  • 23. • Si potrebbe aggiungere: • Controlla la tua risposta calcolando: - il costo per etto di ogni lattina (RIDUZIONE ALL’UNITA’) - quanta conserva di ogni tipo avresti ottenuto con una spesa di 1 euro
  • 24. Oppure si può anche lavorare con i multipli: 4 etti 6 etti 8 etti 9 etti 10 etti 12 etti Prezzo primo 3 4,50 6 barattolo Prezzo secondo 2,40 4,80 6 8,40 barattolo
  • 25. Aiuole colorate Claudio sta piantando due aiuole di tulipani, vuole usare un miscuglio di tulipani rossi e gialli. Nella prima aiuola pianta sette tulipani rossi per ogni terna di tulipani gialli. (Dopo aver piantato 3 tulipani gialli, pianta, mischiati con i gialli, 7 tulipani rossi, poi ancora 3 gialli e poi 7 rossi e così via) Nella seconda aiuola pianta tre tulipani rossi per ogni coppia di tulipani gialli. Claudio pianta lo stesso numero di tulipani in ogni aiuola, quale delle due sarà più gialla?
  • 26. Occorre capire che l’aiuola che si vede più gialla è quella che ha più fiori gialli a parità di tulipani rossi Ciò che conta è cioè il rapporto fra i due colori, ma non occorre il concetto di rapporto per risolvere il problema.
  • 27. Prima aiuola rossi 7 14 21 28 35 gialli 3 6 9 12 15 Seconda aiuola rossi 3 6 9 12 15 18 21 24 gialli 2 4 6 8 10 12 14 16 Le tabelle si possono confrontare a parità di fiori rossi o gialli
  • 28. un quesito sul quale, di solito, sono tutti d’accordo: Aggiungendo 3 cm ad entrambe le misure dei lati di un rettangolo, si ottiene un rettangolo simile?
  • 30.
  • 31.
  • 32.
  • 33. Le condizioni si possono trasformare così: Un elefante pesa come 5 mucche e=5m Una mucca pesa come 10 uomini m = 10 u Una balena pesa come 30 elefanti b = 30 e Procedendo per sostituzioni successive: una balena pesa 30 volte un elefante cioè come 30 x 5 m cioè come 30 x 5 x 10 u quindi come 1500 uomini
  • 34.
  • 35. • Lavorare per “proporzionalità elementare”: per esempio: se 3 bambole valgono 2 gatti, allora 6 bambole valgono 4 gatti, .... • lavorare per "transitività": per esempio, se 6 bambole valgono 4 gatti e 4 gatti valgono 3 orsi, allora 6 bambole valgono 3 orsi o 2 bambole valgono un orso • lavorare per sostituzione: per esempio, sostituire 2 gatti con 3 bambole, ... • combinare i tre tipi di trasformazioni precedenti: 2 gatti e una bambola fanno 4 bambole (3 + 1) e 4 bambole corrispondono a 2 orsi.
  • 36. Il problema è stato risolto correttamente, con spiegazione soddisfacente o meno: 35% circa delle classi della categoria tre 50% delle classi della categoria quattro 66% delle classi della categoria cinque
  • 37. L’analisi dei protocolli evidenzia l’abitudine di risolvere problemi mediante il metodo di “riduzione all’unità”: l’esigenza degli alunni è quella di determinare non tanto il valore complessivo di un gruppo conveniente di francobolli, quanto quello di ogni singolo francobollo Alcuni protocolli mostrano che la classe ha ben compreso il concetto di frazione, ma è ancora incapace di utilizzare la corretta scrittura. Non abbiamo potuto appurare se l’uso era puramente intuitivo o l’insegnante aveva già affrontato l’argomento. L’elaborato che segue ne è un esempio: ½ significa in realtà per gli alunni di una classe 1+ ½.
  • 38. Le Marmellate 15°RMT,F,12 C’è la raccolta delle ciliegie. La nonna prepara la marmellata in un enorme paiolo, per la sua famiglia e i vicini. Lunedì cuoce 8 kg di ciliegie con 5 kg di zucchero. Martedì cuoce10 kg di ciliegie con 7 kg di zucchero. Giovedì, giorno di maggior raccolta, cuoce 16 kg di ciliegie con 10 kg di zucchero. Sabato, fine della raccolta, cuoce 5 kg di ciliegie con 3 kg di zucchero. Qual è il giorno in cui la nonna ha preparato la marmellata più zuccherata? Ci sono giorni in cui le marmellate hanno lo stesso grado di dolcezza? Spiegate come avete trovato la vostra risposta.
  • 39. Le Marmellate 15°RMT,F,12 ANALISI A PRIORI Analisi del compito Rendersi conto che bisogna considerare simultaneamente le due grandezze e non ci si può basare soltanto sullo zucchero Rendersi conto che sarebbe possibile fare confronti se la quantità di una delle due grandezze fosse la stessa, di conseguenza provare a raddoppiare, triplicare, ...dividere per due, ...ciascuna delle quantità. Esempio: 8 kg di ciliegie e 5 kg di zucchero 16 kg di ciliegie e10 kg di zucchero Porta a concludere che la percentuale di zucchero delle marmellate di lunedì e giovedì sarà la stessa.
  • 40. Le Marmellate 15°RMT,F,12 Inoltre raddoppiando le quantità di sabato : 10 kg di frutta e 6 kg di zucchero e confrontando con martedì: 10 kg di frutta e 7 kg di zucchero si può dire che la marmellata di sabato è meno zuccherata di quella di martedì. Si possono poi confrontare le marmellate di martedì e giovedì, facendo coincidere una delle quantità. 100 kg di frutta per 70 kg di zucchero il martedì 112 kg di frutta per 70 kg di zucchero il giovedì e si conclude che la marmellata di martedì è più zuccherata di quella di giovedì.
  • 41. Le Marmellate 15°RMT,F,12 La marmellata più zuccherata è dunque quella di martedì, le marmellate di lunedì e di giovedì hanno la medesima percentuale di zucchero. Con procedure «esperte»: calcolare i rapporti giornalieri fra zucchero e marmellata: lunedì martedì giovedì sabato zucchero(in kg) 5 7 10 3 ciliegie (in kg) 8 10 16 5 rapporto 5/8 7/10 10/16 3/5 =0,625 = 0,7 = 0,625 = 0,6
  • 42. Le Marmellate 15°RMT,F,12 Oppure: calcolare i rapporti giornalieri di massa di zucchero/massa totale: lunedì martedì giovedì sabato zucchero (in kg) 5 7 10 3 ciliegie (in kg) 8 10 16 5 rapporto 5/13 7/17 10/26 3/8 ≈ 0,38 ≈ 0,41 ≈ 0,38 ≈ 0,375
  • 43. I BARATTOLI DI CARAMELLE (Cat. 5, 6, 7, 8, 9, 10) Nonna Matilde mette in un barattolo 6 caramelle all’arancia e 10 al limone. In un secondo barattolo mette 8 caramelle all’arancia e 14 al limone. Caramelle Caramelle Le caramelle hanno la stessa forma e sono I II 6 all'arancia 8 all'arancia incartate nello stesso modo. 10 al limone 14 al limone La nonna sa che a Giulio non piacciono le caramelle al limone e quindi gli dice: «Puoi prendere una caramella. Ti lascio scegliere il barattolo nel quale puoi infilare la mano, senza guardare dentro». Giulio ci pensa un po’ e sceglie infine il barattolo che, secondo lui, gli offre più possibilità di prendere una caramella all’arancia. Al posto di Giulio quale barattolo scegliereste? Spiegate il vostro ragionamento.
  • 44. Analisi del compito - Rendersi conto che non è sufficiente scegliere il barattolo che ha il maggior numero di caramelle all’arancia o il minor numero di caramelle al limone, ma che bisogna anche tener conto delle due quantità contemporaneamente, con un rapporto di grandezze. - Determinare, poi confrontare, i rapporti tra numeri di caramelle all’arancia e al limone, per mezzo di frazioni (con lo stesso denominatore o numeratore), o dividere l’uno per l’altro. Oppure: determinare e confrontare i rapporti del numero di caramelle all’arancia e il numero totale di caramelle di ciascun barattolo. Oppure: organizzare un ragionamento proporzionale del tipo: “in un barattolo di 6 / 10 si avrebbero le stesse possibilità di un barattolo di 12 / 20” e preparare una lista di casi: I Arancia 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 … Limone 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 … Totale 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160 176 … II Arancia 8 16 24 32 40 48 56 64 … Limone 14 28 42 56 70 84 96 112 … Totale 22 44 66 88 110 132 154 176 … e constatare che si possono confrontare facilmente 42 / 70 e 40 / 70 oppure 66 / 176 e 64 /176 o ancora 24 / 64 e 24 / 66 oppure 48 / 128 e 48 / 132 per dedurne che la scelta del primo è la più favorevole ad avere una caramella all’arancia.
  • 45. DECORAZIONI (Cat. 5, 6, 7) 9° , II Un pittore ha dipinto quattro figure diverse su un muro. Ha utilizzato dei barattoli di colore della stessa grandezza: 18 barattoli di rosso per una figura, 21 barattoli di blu per un’altra figura, 27 barattoli di giallo per un’altra figura ancora e alcuni barattoli di nero per la figura che resta. Alla fine del suo lavoro, tutti i barattoli erano vuoti. Indicate il colore di ogni figura. Quanti barattoli di colore nero ha utilizzato? Spiegate come avete trovato la risposta.
  • 46. DECORAZIONI (Cat. 5, 6, 7) 9° , II Attribuzione dei punteggi 4 Indicazione del numero di barattoli di colore con spiegazioni (indicazione del colore di ogni figura e relazione area/numero di barattoli) 3 Indicazione del numero di barattoli di colore, senza spiegazioni 2 Indicazione dell’area di ciascuna figura e errore di calcolo per il numero dei barattoli di colore nero 1 Valutazione “ ad occhio” delle superfici (spiegazione del tipo ”si è visto che…) o inizio di risoluzione del problema 0 Risposte non in linea con il problema Livello: 5, 6, 7 Origine : Suisse romande
  • 47. risultati “Decorazioni” da 130 elaborati di cat 5,6,7 punteggio massimo 4 : • media totale : 2,7 • media cat. 5 : 2 • media cat. 6 : 2,9 • media cat. 7 : 3,2 problema “facile”, ma le variabili numeriche hanno influenzato il risultato (regolarità delle successioni)
  • 48. • 24 pots noirs, il y a toujours 3 de différence: 18 – 21 – 24 – 27 • Ce ne sono 30: (18 – 21 – 27 – 30) • Sono 39, infatti : 18 + 3 = 21 21 + 6 = 27 27 + 12 = 39 abbiamo notato che c’è sempre il doppio di 3 20 % degli elaborati: notano la regolarità della successione delle misure di area 6;7;8;9 sulla successione incompleta dei numeri di barattoli 18 : 21 ; 27 arrivando anche a risultati errati, all’incirca nel 50% dei casi
  • 49. • Pour trouver la réponse, on doit toujours faire 3 fois. Il a utilisé 24 pots noirs. • Abbiamo contato il numero di quadrati in ogni figura e abbiamo moltiplicato per 3 ogni numero di quadrati nelle figure e abbiamo fatto allo stesso modo per sapere quanti neri ci sono (24). • Il a utilisé 24 pots de peinture (noire). Explication : On a fait 3 × 6 = 18, après on fait 3 × 9 = 27 ensuite 3 × 7 = 21 ensuite il restait 24 car ce qu’on a fait 3 × 8 = 24 on l’a mis en noir. 80% degli elaborati citano esplicitamente il fattore 3 o riconoscono i multipli di 3 nella successione dei numeri di barattoli
  • 50. TARTUFI AL CIOCCOLATO (Cat. 6, 7, 8) 11°, F Ecco qualche confezione della ditta Tartuffardi contenenti tutte lo stesso tipo di tartufi al cioccolato: Classico Alternato Piccolo Tribù Ed ecco le etichette che indicano il peso del 540 g contenuto, da incollare sulle confezioni: 810 g Ma queste etichette non sono in ordine e ne 630 g manca una. Trovate la confezione per la quale non c’è etichetta e indicate il suo peso. Spiegate il vostro ragionamento.
  • 51. • fattore non intero: 22,5 (per scoprirlo occorre fare numerosi tentativi) • successione 16, 24, 28, 36 (meno facile di 6,7,8,9 di « Decorazioni ») • successione incompleta 540, 630, 810 (con numeri più grandi)
  • 52. DOVE SI POSA LA MOSCA? R.M.T. 1999: 7°, I, 15 D Il rettangolo di destra è la fotografia del grande rettangolo di sinistra. Nel momento in cui la fotografia è stata scattata, una mosca si è posata sul rettangolo grande. Il fotografo però quando ha stampato la fotografia l'ha cancellata. Rimettete la mosca al posto giusto sulla foto. Spiegate come avete proceduto.
  • 53. Analisi a priori • Ambito concettuale: geometria: ingrandimento (omotetia), aritmetica: proporzionalità (funzione lineare) • Analisi del testo: assenza di parole chiave • Analisi del compito: - procedure di tipo geometrico: tracciare due rette passanti ciascuna per la mosca e (ad es.) per un vertice del foglio e condurre poi le parallele corrispondenti sulla foto e individuare “la mosca” dalla loro intersezione; oppure cercare il centro di omotetia, intersecando due rette congiungenti punti corrispondenti e procedere utilizzando le proprietà dell’omotetia. - procedure di tipo aritmetico: determinare il fattore di riduzione della fotografia a partire dai due rettangoli (eventualmente verificando che è il medesimo per le due dimensioni): 2,5 : 6 = 3,5 : 8,4 = 5 : 12 determinare poi le coordinate della mosca sul foglio e calcolare le coordinate corrispondenti sulla foto.
  • 54. La mosca: soluzione grafica Omotetia di centro C D C
  • 55. Avvio al calcolo letterale
  • 56. Scuole ed allievi coinvolti • LS Liceo scientifico e Liceo scientifico tecnologico • LC Liceo classico • IT Istituto tecnico industriale o commerciale • IP Istituto professionale LS LC IT IP totale n° classi 12 2 14 19 37 n° allievi 272 44 318 401 1035 56
  • 57. IL TERRENO DI FRANCESCO Francesco vuol dividere un terreno rettangolare fra i suoi tre figli, sistemando due palizzate che partono dal vertice A, in modo che le tre parti abbiano la stessa area. D F C E A B Questo disegno rappresenta un primo tentativo, ma Francesco si accorge che non va bene. Dove dovrà sistemare gli estremi E ed F delle palizzate sui lati BC e CD in modo che la divisione sia giusta? Indicate con precisione la posizione di questi punti e giustificate la vostra risposta.
  • 58. LA PREDIZIONE (14°RMT) Marco propone questo gioco al suo amico Luca: - pensa un numero intero qualsiasi, - aggiungi il numero immediatamente successivo, - aumenta di 9 la somma precedente, - dividi il risultato ottenuto per 2, - sottrai il numero che hai pensato all’inizio. Il risultato è 5, vero? Luca è stupefatto, ma non è magia: si tratta solo di matematica. Perché si ottiene sempre lo stesso risultato da qualunque numero parta il gioco? Spiega il tuo ragionamento.
  • 59. Strategia algebrica 6% Corretto algebrico 4% Errato algebrico 2% Nelle classi del potenziamento…
  • 60. La predizione: potenziamento • L’unico che pensa subito di utilizzare un lettera, imposta n +1+ 9 male l’espressione −n 2 • e la calcola in modo errato ( e semplifica le due lettere, dopo aver spiegato il motivo per cui n +10 n +1+ 9 −n non può farlo semplifica −n diventa 2 2 diversamente: semplifica 10 con 2 e dunque rimane n – n.
  • 61. 2n + 10 −n 2 La predizione: potenziamento • Il problema era dunque gestire l’espressione 2n + 10 −n 2 Problema che abbiamo risolto con tre modalità diverse: •Somma di due termini trasformando in frazioni con lo stesso denominatore •Utilizzo della proprietà distributiva per trasformare il numeratore in un prodotto e poi procedere alla divisione •Scomposizione della frazione nel prodotto di due frazioni
  • 62. Dalla gara: Analisi a posteriori «Se al posto di un numero prendiamo x, al secondo passaggio aggiungiamo x+1 quindi avremo 2x+1. Al terzo passaggio aggiungendo 9 avremo 2x+10. Al quarto passaggio dividendo tutto per 2 avremo x+5. Al quinto passaggio sottraendo x avremo 5». (cat.8) n + ( n +1) + 9 n + n +1 + 9 n + n +10 −n = −n = − n = 1 n + 1 n + 5 − n = n + 5 − n = ( n + 5) − n = 5 2 2 2 2 2 (cat.7) «x : 2= mezza x; 1 : 2 = 0,5; 9 : 2 = 4,5; proviamo a sommare il tutto mezza x + mezza x = x intera; 4,5 +0,5 = 5; ora sottraiamo la x che è rimasta fuori dalla parentesi e così rimane solo 5». (cat.8)
  • 63. La predizione: analisi a posteriori In tutti gli elaborati di cat .8 che risolvono il problema impostando un’equazione, si nota confusione sul concetto di equazione e di espressione letterale: • un gruppo di allievi imposta un’equazione, semplifica il primo membro (un’espressione) fino ad ottenere 5 e indica 5 come risultato dell’equazione. Altri due gruppi risolvono l’equazione ma affermano: «qualunque sia il valore di x il risultato è sempre 5». • In un altro elaborato si legge: «x + 5− x = 5 quindi ora +x e − x si annullano perché il loro risultato è 0. Quindi il risultato dell’equazione sarà sempre, qualsiasi numero si metta al posto di x, questa: 5 = 5» • In vari elaborati di ogni categoria inoltre si riscontrano errori di tipo algebrico relazionale relativi all’uso errato del segno di uguaglianza: ad esempio catene del tipo: 10+11=21+9=30:2=15−10 = 5, oppure catene analoghe di espressioni letterali; (x+1+9):2 = 10/2 = 5; equivalenze errate: da x = −5 segue x = 5.
  • 64. La predizione: primi commenti • Il non utilizzo della via algebrica può essere attribuito a: • - poca dimestichezza ad usare le lettere per esprimere proprietà o descrivere procedimenti generali (si preferisce giustificare per via retorica) • - coinvolgimento dell'idea di dimostrazione che è ancora poco familiare agli allievi di questa età (in più della metà degli elaborati si trova solo una verifica su uno o più esempi)
  • 65. Indichiamo con y il numero delle autovetture e con a il numero delle moto di un’autorimessa. Esprimi a parole l’informazione che ottieni dalla seguente scrittura: y = 7a + 2 Cat. 8 Cat. 9 Cat 10 Cat 10 non licei licei Corretti 50% 23% 10% 62% Alcune risposte: •“ci sono 7 moto e 9 auto” •“i numeri delle auto sono equivalenti a 7 moto più altre 2” • “le autovetture sono uguali a 7 delle moto più due di qualcosa che non conosciamo” •“le autovetture sono uguali a 7 moto più due altri veicoli” Difficoltà di interpretazione di scritture algebriche e difficoltà sul concetto di parametro

Editor's Notes

  1. Inserire percentuali