Le ICT nellinsegnamento della matematica e delle scienze Franco Di Cataldo (Desenzano 6 novembre...

Le ICT nell’insegnamento Le ICT nell’insegnamento della matematica e delle della matematica e delle scienzescienze

Franco Di Cataldo (Desenzano 6 novembre 2007)

competenze chiave per l'apprendimento competenze chiave per l'apprendimento permanente (18 dicembre 2006)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.

2Franco Di Cataldo 6 novembre 2007

Competenza matematica e competenze di Competenza matematica e competenze di base in campo scientifico e tecnologicobase in campo scientifico e tecnologico

La competenza matematica è l’abilità di sviluppare e applicare il pensiero matematico per risolvere una serie risolvere una serie di problemi in situazioni quotidiane 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.


Competenza matematica e competenze di Competenza matematica e competenze di base in campo scientifico e tecnologico: base in campo scientifico e tecnologico: MATEMATICAMATEMATICALa conoscenzaconoscenza 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 abilitàabilità per applicare i principi ed i processi matematici di base nel contesto quotidiano

Un’attitudineattitudine positiva in relazione alla matematica si basa sul rispetto della verità e sulla disponibilità a cercare motivazioni e a determinarne la validità.


Competenza matematica e competenze di base in Competenza matematica e competenze di base in campo scientifico e tecnologicocampo scientifico e tecnologico: : SCIENZA E SCIENZA E TECNOLOGIATECNOLOGIA

Per quanto concerne la scienza e la tecnologia, la conoscenzaconoscenza 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 abilitàabilità 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’attitudineattitudine di valutazione critica e curiosità, un interesse per questioni etiche e il rispetto sia per la sicurezza sia per la sostenibilitàsostenibilità


L’Europa ha bisogno di scienziati L’Europa ha bisogno di scienziati (da D. Nucci, marzo 2006)(da D. Nucci, marzo 2006)

“Il primo impatto con le scienze è importante: la percezione di difficoltà,difficoltà, di di astrattezzaastrattezza o o noianoia 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.]


Tecnologie ed insegnamento scientifico. Tecnologie ed insegnamento scientifico. Matematica: problema DIFFICOLTAMatematica: 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.


Tecnologie ed insegnamento scientifico, Tecnologie ed insegnamento scientifico, matematica: problema ASTRATTEZZAmatematica: problema ASTRATTEZZA

Le tecnologie possono ridurre l’astrattezza di alcuni concetti scientifico - matematici favorendone la comprensione?

Ambienti di simulazione – laboratori virtualiLe 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 l’approfondimento e la piena comprensione di comprensione di concetti astratti.


Tecnologie ed insegnamento scientifico. Tecnologie ed insegnamento scientifico. Matematica: problema NOIAMatematica: problema NOIA

Le tecnologie possono ridurre l’astrattezza di alcuni concetti scientifico - matematici favorendone la comprensione?

STRUMENTI DI MOTIVAZIONENella 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.


RISORSE in dimensione europea per RISORSE in dimensione europea per insegnamenti scientifici e tecnologiciinsegnamenti 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=itun riferimento utile per individuare risorse disponibili per l’insegnamento scientifico in diverse lingue europee (Associazioni, Istituzioni, risorse varie)


Risorse online: il portale XploraRisorse online: il portale Xplora


Servizi di XploraServizi di XploraLibrary

◦ Ricerca risorse, download software con tutorial, informazioni sulle attività

Megalab ◦ Informa su esperimenti disponibili in web, database di

progetti, progetti collaborativiPractice

◦ Best practices, esempiEvents

◦ Confronti con esperti on line, calendariNews

◦ Contribuire e ricevere notizie sull’educazione scientifica in Europa

Community◦ Costruire una propria comunità di apprendimento


Dalla library del portale Xplora 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”).


Risorse da Megalab: Risorse da Megalab: Esempi interazione a distanzaEsempi 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 interat

tivo


Risorse online: Visita musei Risorse online: Visita musei scienzascienza

Museo di Storia della Scienza - Firenze◦Astrolabio

◦Microscopio di Galileo

Museo nazionale della Scienza e della tecnologia di Milano


Progetti collaborazione a Progetti collaborazione a distanza 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


Best practice: CROP CIRCLES Best practice: CROP CIRCLES PROJECTPROJECT

L’immagine è di un cerchio di grano trovato il 27 giugno 2000 presso Bishop Cannings, Wiltshire, England.

il cerchio di grano ricostruito utilizzando il software geometrico Geogebra.

1. Sint-Donatusinstituut Merchtem Belgium (Flanders)2. Cesare Vivante Bari Italy3. Intercultural Gymnasium of Thessaloniki


Best practice di collaborazione a Best practice di collaborazione a distanza distanza

Maths to play Obiettivi: Learning Math using ICT and playing with logicplaying with logic.

Valore pedagogicoGli studenti sono spesso intimoriti dagli aspetti più tecnici della matematica soprattutto dal rigore linguistico. Mediante questo progetto la curiosità e l’interesse 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


Risorse: Magazine FactoryRisorse: Magazine Factory

MagazineFactory

a free tool for teachers and students to make their own web-magazines

>>> Uno strumento gratuito per insegnanti e studenti per la creazione del proprio web-magazine


Ipotesi – proposte di lavoro: filone Ipotesi – proposte di lavoro: filone statisticostatistico

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).


Ipotesi – proposte di lavoro: Ipotesi – proposte di lavoro: filone multidisciplinare (Arte e scienza)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


Proposte eTwinning per progetti di Proposte eTwinning per progetti di area scientificaarea scientifica

4.1. Voi e la statistica

4.2 Lo zucchero in Europa – Addolcisci la tua vita

4.3 Quattro stagioni


4.1. Voi e la statistica 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


4.2. Lo zucchero in Europa – 4.2. Lo zucchero in Europa – Addolcisci la tua vitaAddolcisci 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, …


4.3. 4.3. Quattro stagioniQuattro 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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