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A. Baccaglini-Frank - matematica2015.deascuola.it
Apprendere la matematica: dal problema al modello e dal modello all’astrazione Segui l’evento su Twitter @DeAScuola – hashtag ufficiale: #RTMatematica Perché la matematica è difficile? Basi scientifiche per una didattica inclusiva Relatore: Anna Baccaglini-Frank Bologna, 20 Aprile 2015 HOTEL SAVOIA REGENCY Perché la matematica è difficile? A. Baccaglini-Frank Fonti principali di origine (e di incremento) delle difficoltà in matematica • • • • Fattori epistemologici Fattori affettivi Fattori cognitivi Fattori didattici e sociali Bologna, 20 Aprile 2015 3 Perché la matematica è difficile? A. Baccaglini-Frank Fonti principali di origine (e di incremento) delle difficoltà in matematica • • • • Fattori epistemologici Fattori affettivi Fattori cognitivi Fattori didattici e sociali Bologna, 20 Aprile 2015 4 Fattori Affettivi A. Baccaglini-Frank Dati raccolti attraverso lo strumento narrativo Io e la matematica: il mio rapporto con la matematica (dalle elementari ad oggi) Ad oggi Pietro Di Martino e Rosetta Zan hanno raccolto e analizzato più di 2000 temi Bologna, 20 Aprile 2015 5 Fattori Affettivi A. Baccaglini-Frank Dai temi emerge: Prevalenza di emozioni negative Gli indifferenti emozionalmente nei confronti della matematica sono quasi esclusivamente persone che non hanno avuto problemi con la matematica! Chi ha difficoltà vive molto spesso una situazione di profondo disagio Bologna, 20 Aprile 2015 6 Fattori affettivi A. Baccaglini-Frank Alcuni fattori che contribuiscono a far “vivere male” la matematica Successo in matematica = non fare errori Successo in matematica = essere veloci (prendere tempo per pensare è visto come una debolezza) Imporre la velocità crea ansia. Questo è molto dannoso per l’apprendimento di tutti gli studenti. Bologna, 20 Aprile 2015 7 Fattori affettivi – alcune radici cognitive A. Baccaglini-Frank • La memoria di lavoro gioca un ruolo chiave (più se ne ha più è alto il potenziale di successo) • Sotto stress l’ansia blocca la memoria di lavoro (sensazione di annebbiamento o vuoto di memoria) • L’ansia in matematica blocca soprattutto gli studenti con buona capacità di ML che sono quelli con più alto potenziale. (Beilock) Bologna, 20 Aprile 2015 8 Fattori affettivi A. Baccaglini-Frank Come ti ha fatto sentire il test di oggi? (4° elementare) • “Preoccupato che non sarei riuscito a finire” • “nervosa: so bene i fatti ma mi fa paura che potrei prendere un brutto voto” • “nervosa perché non mi piacciono molto i tests” • “nervoso perché ho paura che non finirò o che farò errori” • “sotto pressione” Bologna, 20 Aprile 2015 9 Fattori affettivi A. Baccaglini-Frank Come ti ha fatto sentire il test di oggi? (2° elementare) • • • • • “non bene” “agitata” “nervosa” “che faccio schifo in matematica” “triste” Bologna, 20 Aprile 2015 10 Fattori affettivi A. Baccaglini-Frank Attenzione: Pensare in modo profondo richiede tempo! “Ero sempre molto incerto sulla mia capacità intellettuale; pensavo di essere non-intelligente. E certo era vero che ero, e sono ancora, lento a pensare. Mi ci vuole tempo per afferrare le cose perché le devo capire a fondo. ...Alla fine della scuola superiore ho deciso che la velocità non ha una relazione precisa con l’intelligenza. Quello che importa è capire a fondo le cose e le loro relazioni con altre. Qui sta l’intelligenza. Il fatto di essere veloci o lenti non ha importanza. Ovviamente aiuta essere veloci e avere buona memoria. Ma non è necessario né sufficiente per il successo intellettuale.” Lauren Schwartz ‘A Mathematician Grappling with his Century’ Bologna, 20 Aprile 2015 11 Il ruolo dell’essere motivati Bologna, 20 Aprile 2015 A. Baccaglini-Frank 12 Perché la matematica è difficile? A. Baccaglini-Frank This research examined how motivation (perceived control, intrinsic motivation, and extrinsic motivation), cognitive learning strategies (deep and surface strategies), and intelligence jointly predict long-term growth in students’ mathematics achievement over 5 years. [...] Results showed that the • initial level of achievement was strongly related to intelligence, with motivation and cognitive strategies explaining additional variance. • In contrast, intelligence had no relation with the growth of achievement over years, • whereas motivation and learning strategies were predictors of growth. These findings highlight the importance of motivation and learning strategies in facilitating adolescents’ development of mathematical competencies. Bologna, 20 Aprile 2015 13 Perché la matematica è difficile? A. Baccaglini-Frank Fonti principali di origine (e di incremento) delle difficoltà in matematica • • • • Fattori epistemologici Fattori affettivi Fattori cognitivi Fattori didattici e sociali Bologna, 20 Aprile 2015 14 Fattori cognitivi A. Baccaglini-Frank Come funziona il nostro cervello rispetto ai numeri? Nel nostro cervello vi è un organo preposto alla percezione e alla rappresentazione delle quantità numeriche; le sue caratteristiche lo collegano senza dubbio alle facoltà proto-aritmetiche presenti nell'animale e nei bambini molto piccoli: può codificare con precisione solo gli insiemi il cui numero cardinale non superi il 3 e, più i numeri sono grandi e vicini tra loro, maggiore è la facilità con cui li confonde. Dehaene, 2010 Bologna, 20 Aprile 2015 15 A. Baccaglini-Frank Fattori cognitivi a S-m Analogico D΄ D C C΄ Verbale udi0vo «se2e» B visivo arabico A 7 MODELLO DEL TRIPLO CODICE (Dehaene, 1992) Bologna, 20 Aprile 2015 16 Fattori cognitivi A. Baccaglini-Frank Mapping brain dysfunction in Dyscalculia «Access» hypothesis : Deficit Exact Number Representation and the link between Arabic – Magnitude Representation (Rouselle & Noël, 2007, 2011) «Core Deficit» hypothesis: Deficit in the Approximate Magnitude system (Butterworth, 1999; Gersten & Chard, 1999; Wilson & Dehaene, 2007) Left hemisphere Right hemisphere Bologna, 20 Aprile 2015 17 A. Baccaglini-Frank Fattori cognitivi Defining DD is challenging... A constraint on the depth of our knowledge in this area stems from the paucity of research on DD, particularly relative to research on other learning disorders... A related obstacle is the lack of universal classification criteria for DD, leading to inconsistent composition of DD samples across studies... Until recently, assessment-based cutoff scores used to define DD samples were also highly variable. Mazzocco (2005), Mazzocco & Pekka Räsänen (2013) Bologna, 20 Aprile 2015 18 Fattori cognitivi A. Baccaglini-Frank Ipotesi (tipica) di fondo della psicologia cognitiva e delle neuroscienze Le abilità matematiche sono innate o stabili, spesso anche con sviluppo tipico “predefinito”. Dunque le difficoltà dipendono da una disabilità, probabilmente causata da certi deficit neurologici o sviluppo atipico (potenzialmente causato dai deficit). (e.g., Butterworth, 2005; Shalev et al., 2001; Augustyniak, Murphy, & Phillips, 2005; Fuchs et al., 2007) Bologna, 20 Aprile 2015 19 Fattori cognitivi A. Baccaglini-Frank L’esposizione culturale gioca un ruolo fondamentale Attenzione che per quanto ci possano essere delle predisposizioni con cui si nasca, non è pensabile che da solo un bambino possa scoprire da solo tutta la matematica nell’arco della sua vita. Bologna, 20 Aprile 2015 20 Fattori cognitivi A. Baccaglini-Frank Si possono ri-organizzare le principali ipotesi avanzate in psicologia e neuroscienze per studiare i “profili di apprendimento matematico” degli studenti. (Karagiannakis, Baccaglini-Frank & Papadatos, 2014) Bologna, 20 Aprile 2015 21 Fattori cognitivi A. Baccaglini-Frank Modello delle componenti cognitive dei ‘profili di apprendimento matematico’ (Karagiannakis, Baccaglini-Frank & Papadatos, 2014; Karagiannakis, Baccaglini-Frank, & Roussos, under review) Bologna, 20 Aprile 2015 22 A. Baccaglini-Frank Fattori cognitivi 11. Mental calcula-ons Student 1 12. Equa-ons Reasoning 13. Word problems Student 2 8. Number Lines 0-‐1000 9. Maths terms 10. Calcula-ons principles Memory 5.Mul-plica-on facts retrieval 4. Addi-on fact retrieval Core number 3.Dots magnitude comparison 1.Subi-zing-‐Enumera-on 2. Number magnitude comparison Visual-‐spa0al 7. Ordinality 6. Number Lines 0-‐100 0 1 2 3 4 5 Performance (Stanine scale) Bologna, 20 Aprile 2015 6 7 8 9 23 A. Baccaglini-Frank Fattori cognitivi Stile “lombrico” e stile “grillo” Stile lombrico: attaccato alle formule, procedurale, sequenziale, bisogno di documentare tutto Stile grillo: olistico, intuitivo, oppongono resistenza alla richiesta di documentare il loro pensiero. (Marolda & Davidson, 2000; Chinn, 2012) Bologna, 20 Aprile 2015 24 Perché la matematica è difficile? A. Baccaglini-Frank Fonti principali di origine (e di incremento) delle difficoltà in matematica • • • • Fattori epistemologici Fattori affettivi Fattori cognitivi Fattori didattici e sociali Bologna, 20 Aprile 2015 25 Fattori didattici e sociali A. Baccaglini-Frank In generale, tali fattori vengono studiati sempre di più con quadri teorici di riferimento socio-culturali. Si tende ad un superamento dei modelli “multi-deficit”, inquadrando il fallimento dello studente in una dimensione collettiva che include l’insegnante e il “milieu” sociale. (per es., Frade, Acioly-Régnier & Jun, 2013; Ben-Yehuda, Lavy, Linchevski & Sfard, 2005; Solomon, 2007; Heyd-Metzuyanim, 2012) Bologna, 20 Aprile 2015 26 Fattori didattici e sociali A. Baccaglini-Frank Uno studio di Einat HeydMetzuyanim Lo studio offre una prospettiva innovativa sulle difficoltà di apprendimento in matematica, descrivendo la costruzione di un’identità di fallimento in matematica dovuta a meccanismi nell’interazione intercorsa tra una studentessa e l’insegnante durante un processo di insegnamento-apprendimento durato diversi mesi. Bologna, 20 Aprile 2015 27 Fattori didattici e sociali A. Baccaglini-Frank Un (necessario) cambiamento di paradigma Non c’è “disfunzione” da “recuperare/compensare” perché uno studente con MLD possa essere incluso nel curriculum progettato per studenti “normali” e “rimanere al passo”. L’obiettivo della didattica dovrebbe essere quello di massimizzare il potenziale di ciascuno studente di sviluppare un linguaggio matematico (in senso lato). (Santi & Baccaglini-Frank, 2015) Bologna, 20 Aprile 2015 28 A. Baccaglini-Frank Fattori didattici e sociali strategie compensa-ve (rapide da insegnare) per sopravvivere alla matema-ca scolas-ca Bologna, 20 Aprile 2015 due approcci al problema delle difficoltà di apprendimento in matema-ca intervento in profondità che può portare anche ad una revisione del programma didaTco 29 Esempi di proposte didattiche - PerContare A. Baccaglini-Frank Esempi di proposte didattiche Nel progetto PerContare (tra il 2011 e il 2014), grazie ad un lavoro congiunto tra didattici della matematica e psicologi cognitivi, abbiamo sviluppato varie attività per un buon avvio all’aritmetica, a partire dalla transizione dalla scuola dell’infanzia alla scuola primaria. (altre informazioni a percontare.asphi.it) Bologna, 20 Aprile 2015 30 Esempi di proposte didattiche - PerContare A. Baccaglini-Frank Entità stimata del fenomeno “falsi positivi” Bologna, 20 Aprile 2015 31 Esempi di proposte didattiche - PerContare A. Baccaglini-Frank Fondamenta teoriche delle pratiche didattiche elaborate Alcuni elementi chiave ripresi dalla letteratura in didattica della matematica, psicologia cognitiva e neuroscienze sono: • lo sviluppo di “number sense”; • i canali privilegiati per l’accesso e la produzione dell’informazione; • l’uso di artefatti nella didattica laboratoriale; • la Teoria della Mediazione Semiotica. Bologna, 20 Aprile 2015 32 Esempi di proposte didattiche - PerContare A. Baccaglini-Frank Gli elementi chiave per lo sviluppo di “number sense” • potenziamento di alcune abilità componenti del “number sense” legate anche all’uso delle dita: gnosia digitale, subitizing (Butterworth, 1999; GraciaBaffaluy & Noël 2008; Baccaglini-Frank & Maracci, in press); • consapevolezza della relazione parte-tutto, o “complementarità” (Resnick et al., 1991; Schmittau, 2011); • consapevolezza di “struttura” in ambito numerico (Mulligan & Mitchelmore, 2013). Bologna, 20 Aprile 2015 33 A. Baccaglini-Frank Esempi di proposte didattiche - PerContare Canali di accesso e di produzione dell’informazione Si impara sulla base di una memoria visiva. Visivo-‐verbale A-‐B-‐C Si impara leggendo Bologna, 20 Aprile 2015 Udi-vo Visivo non verbale Si impara ascoltando Cineste-co-‐ taTle informazione Si impara facendo (Stella e Grandi, 2012) 34 A. Baccaglini-Frank Esempi di proposte didattiche - PerContare Canali di accesso e di produzione dell’informazione Si impara sulla base di una memoria visiva. Visivo-‐verbale A-‐B-‐C Si impara leggendo Bologna, 20 Aprile 2015 Udi-vo Visivo non verbale Si impara ascoltando Cineste-co-‐ taTle informazione Si impara facendo (Stella e Grandi, 2012) 35 Esempi di proposte didattiche - PerContare Bologna, 20 Aprile 2015 A. Baccaglini-Frank 36 A. Baccaglini-Frank Esempi di proposte didattiche - PerContare I contenuti delle guide didattiche: classe prima Confrontare i numeri Bee-bot e linea numeri Gioco con pascalina Rappres. numeri cannucce Confronto numeri Cannucce e scatole trasp. Scopriamo pascalina Approfondiamo pacalina Gioco pascalina Intro abaco e b.abaco Lavoro con abaco o b.abaco Giochi mani e contamani Gioco intro segno + Gioco intro segno - Avanti-indietro linea num. Pari e dispari Calcolo a mente Add. e sott. con pascalina Lavoro con abaco o b.abaco 37 Bologna, 20 Aprile 2015 Guida Classe prima BEE-BOT E SPAZIO Relazione complementarietà Linea num. finestra scorrevole Introduzione 10 Gioco per la decina Introduz. 10 con linea num. AVVIO AL CALCOLO Introduzione numeri 1-9 I numeri con le mani I numeri con contamani Complementarietà gioco Introduzione scomposizioni Scomposizioni numeri 1-9 Introduzione 10 Gioco per la decina Introduzione 10 con linea num. Rappresentaz. Numeri con mani Giochi mani e contamani NOTAZIONE DECIMALE POSIZIONALE COMPLEMENTARIETA’ DEI NUMERI PROBLEMI CON VARIAZIONE BUONE ABITUDINI PRIME ATTIVITA’ INDICE GRAFICO DEI PERCORSI Progetto PerContare A. Baccaglini-Frank Esempi di proposte didattiche - PerContare I contenuti delle guide didattiche: classe seconda Gioco con la pascalina * Introduzione abaco o b.abaco Lavoriamo con abaco o b.abaco Confronto strumenti Confronto fra strumenti Lavoriamo con abaco e b.abaco * Viaggiando fra i numeri * Numeri oltre 20 * Calcolo a mente * Addizione e sottraz. 1 Numeri pari e dispari 1 Numeri pari e dispari 2 Addizione e sottraz. 2 Avvio calcolo in colonna Moltiplicaz- diagrammi Da diagrammi a operaz. 1 Tavolona pitagorica Posizione tavola pitagorica La simmetria Completare buchi Multipli: linea e cannucce Introduzione misura beebot MISURA Gioco con la pascalina * CALCOLO NUMERI FINO A 100 BUONE ABITUDINI CON GLI STRUMENTI(*) INDICE GRAFICO DEI PERCORSI Misura quantità continue 1 Misura quantità continue 2 Misura quantità continue 3 Operazioni contestualizzate 38 Bologna, 20 Aprile 2015 Guida Classe seconda Progetto PerContare Esempi di proposte didattiche - PerContare Bologna, 20 Aprile 2015 A. Baccaglini-Frank 39 Esempi di proposte didattiche - PerContare A. Baccaglini-Frank Dati di uno studio longitudinale Percentuali di bambini “a rischio” o con diagnosi (in classe terza) di DE pura o in comorbidità anno di entrata nel proge2o Classi Sperimentali Classi di Controllo Primo Anno (2011) 4% 7% Secondo Anno (2012) nel calcolo: • • • • Bologna, 20 Aprile 2015 (ancora) ND varietà nelle strategie elevata accuratezza (da subito) nessun bambino non risponde tempi più lunghi (di ca 3 m) di automa-zzazione dei faT (ancora) ND • strategie “standardizzate” • accuratezza minore • vari bambini non rispondono (Baccaglini-Frank & Scorza, in preparazione) 40 Esempi di proposte didattiche A. Baccaglini-Frank Idee per una didattica inclusiva nella scuola secondaria • la costruzione e il recupero del significato delle nozioni algebriche e geometriche si possono realizzare tramite un registro di rappresentazione di tipo visuo-spaziale piuttosto che di tipo prevalentemente verbale. • L’approccio visuo-spaziale, che caratterizza l’idea didattica più innovativa, sembra essere efficace sia per attribuire significato ai concetti algebrici (variabile, espressioni, equazioni, ecc.) sia alle procedure manipolative (legate, per esempio, alla soluzione delle equazioni e realizzate tramite l’applicazione di regole e proprietà). • Ciò suggerisce l’importanza, dal punto di vista didattico, delle modalità, degli strumenti e dei contesti con i quali i concetti matematici vengono proposti. Gli strumenti (siano essi carta e penna, abaco, software…) possono mediare l’introduzione di una nuova nozione matematica in modi diversi fornendone, di fatto, diverse rappresentazioni sulla base delle quali elaborare immagini e modelli mentali. Bologna, 20 Aprile 2015 41 Esempi di proposte didattiche – Risorse BES Bologna, 20 Aprile 2015 A. Baccaglini-Frank 42 Esempi di proposte didattiche – Risorse BES A. Baccaglini-Frank Tangente e derivata Alice e Filippo non hanno ben chiaro il legame tra le nozioni di tangente e derivata e discutono tra di loro. Bologna, 20 Aprile 2015 43 Esempi di proposte didattiche – Risorse BES A. Baccaglini-Frank Senti Filippo, io ho studiato le definizioni di derivata e di tangente, e so anche le regole per calcolare la derivata di molte funzioni… ma alla fine non so bene che cosa immaginarmi quando parlo di derivata. Invece quando penso alla tangente di una funzione mi vedo una retta che è tangente al grafico...ma che cosa c'entra con la derivata? Che confusione… Bologna, 20 Aprile 2015 44 Esempi di proposte didattiche – Risorse BES A. Baccaglini-Frank Beh, non sono la persona migliore per parlarti di teoria, ma la prima cosa che io visualizzo per aiutarmi a legare la tangente alla derivata è proprio la "m" della retta tangente, cioè il coefficiente angolare, e questo te lo dà, per ogni punto, la derivata. Bologna, 20 Aprile 2015 45 Esempi di proposte didattiche – Risorse BES A. Baccaglini-Frank È una questione molto interessante! Vale la pena di approfondirla. Vi ho costruito questo file (funz_tg.ggb) perché possiate rifletterci ancora un po`. La funzione nel file è 1-x2 f(x)= ----------x2+x+2 Cercate di capire che cosa rappresenta la traccia del punto B. Bologna, 20 Aprile 2015 46 Esempi di proposte didattiche – Risorse BES Bologna, 20 Aprile 2015 A. Baccaglini-Frank 47 Perché la matematica è difficile? A. Baccaglini-Frank Grazie per l’attenzione. Bologna, 20 Aprile 2015 48 A. Baccaglini-Frank Perché la matematica è difficile? Bibliografia ASPHI (2011). Il progetto PerContare. All’indirizzo percontare.asphi.it Augustyniak, K., Murphy, J., & Phillips, D. K. (2005). Psychological perspectives in assessing mathematics learning needs. Journal of Instructional Psychology, 32, 277–286. Baccaglini-Frank, A. (2013a). Analisi delle Potenzialità di Applicazioni Multi-Touch per la Costruzione del Significato di Numero Naturale. Insegnamento della Matematica e delle Scienze Integrate, 36 A N. 3, 237-262. Baccaglini-Frank, A. (2013b). Cap. 13, L’uso di ambienti digitali per l’apprendimento. In Elisabetta Genovese, Enrico Ghidoni, Giacomo Guaraldi (a cura di), Discalculia nei giovani adulti Indicazioni e strumenti per uno studio efficace. (153 -158) Erickson Editore. Baccaglini-Frank, A. (2013c). Cap. 14, Agevolare la costruzione di significati matematici con l'uso di software. In Elisabetta Genovese, Enrico Ghidoni, Giacomo Guaraldi (a cura di), Discalculia nei giovani adulti Indicazioni e strumenti per uno studio efficace. (159-190). Baccaglini-Frank, A. (2014). Trattamento dello zero nel progetto PerContare. L’Insegnamento della Matematica e delle Scienze Integrate, 37 A N.3, 257-282. Baccaglini-Frank, A. e Gamberini, F (2014a). Guida alle attività per la matematica classe prima. Disponibile online presso l’indirizzo percontare.asphi.it Baccaglini-Frank, A. e Gamberini,F (2014b). Guida alle attività per la matematica classe seconda. Disponibile online presso l’indirizzo percontare.asphi.it Baccaglini-Frank, A. & Scorza, M. (2013a). Il Progetto PerContare – pratiche per una “buona didattica” e metodi per la rilevazione di bambini con difficoltà in matematica. Al convegno “Incontri con la matematica XXVII”, Castel S. Pietro Terme, 8-9-10 novembre 2013. Bologna, 20 Aprile 2015 49 A. Baccaglini-Frank Perché la matematica è difficile? Bibliografia Baccaglini-Frank, A. e Scorza, M. (2013b). Gestire gli studenti con DSA in classe uso delle mani e della linea dei numeri nel progetto PerContare. In C. Cateni, C. Fattori, R. Imperiale, B. Piochi, e P. Vighi, Quaderni GRIMeD n. 1, 183-190. Baccaglini-Frank, A. e Robotti, E. (2013). Gestire Studenti con DSA in Classe - Alcuni Elementi di un Quadro Comune, In: ‘Atti del XVIII Convegno Nazionale GRIMeD, 23 - 24 Marzo 2013’, Bologna: Pitagora ed. Butterworth, B. (2005). Developmental dyscalculia. In: J. D. Campbell (Ed.), Handbook of mathematical cognition. New York and Hove, East Sussex: Psychology Press (p. 455–67). Chinn, S. (2012). The trouble with maths. Second Edition. London: Routledge. Dehaene, S. (2010), Il pallino della matematica. Scoprire il genio dei numeri che è in noi. Raffaello Cortina Editore, Milano. Fuchs, L. S., Compton, D. L., Fuchs, D., Paulsen, K., Bryant, J. D., & Hamlett, C. L. (2005). 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Difficoltà in matematica – Osservare, interpretare, intervenire. Springer. Stella, G. & Grandi, L. (2012). Come leggere la dislessia. Giunti. Bologna, 20 Aprile 2015 51 [email protected] | www.deascuola.it Materiali disponibili su: matematica2015.deascuola.it /DeAscuola @DeAScuola /DeAgostiniScuola