Gli appassionati di Alice nel Paese delle Meraviglie hanno recentemente celebrato l'anniversario della storia con eventi creativi come giocare con i puzzle e il tempo, e le future mostre di Alice sono in lavorazione. Il libro per bambini originale del 1865 Le avventure di alice nel paese delle meraviglie , scaturito dall'immaginazione di un matematico, continua a ispirare esplorazione e divertimento.

Ma una connessione tra matematica e creatività viene catturata nelle scuole? Molte discussioni nel mondo occidentale sia da parte di esperti che da parte del pubblico hanno sottolineato la necessità di rivitalizzare la matematica delle scuole superiori:i critici dicono che l'esperienza è noiosa o non significativa per la maggior parte degli studenti. Gli esperti interessati all'interesse pubblico e al processo decisionale affermano che gli studenti hanno bisogno di abilità nel pensiero critico, creatività, comunicazione e collaborazione.

Matematici, filosofi ed educatori si preoccupano anche dell'eccitazione e dell'energia dell'espressione creativa, con invenzione, con stupore e perfino con quello che si potrebbe chiamare il romanticismo dell'apprendimento.

La matematica ha tutti gli attributi del paragrafo precedente, e quindi mi sembra che quello che manca alla matematica del liceo sia la matematica stessa.

Ora sto lavorando con i colleghi della Queen's University e dell'Università di Ottawa per sviluppare RabbitMath, un curriculum di matematica per le scuole superiori progettato per consentire agli studenti di lavorare insieme in modo creativo con un alto livello di impegno personale. La mia preparazione per questo è stata di 40 anni di lavoro con gli insegnanti nelle aule delle scuole superiori.

In collaborazione con gli insegnanti di matematica delle classi 11 e 12, sperimenteremo questo curriculum nei prossimi anni.

Romanzi matematici

Quando gli studenti studiano letteratura, teatro o arti creative al liceo, il curriculum è incentrato su quelle che possono essere definite opere d'arte sofisticate, creato in risposta alle lotte e ai trionfi della vita.

Ma attualmente a scuola di matematica, questo è raramente il caso:gli studenti non sono collegati ai più grandi progetti immaginativi attraverso i quali i matematici professionisti affrontano i problemi del mondo o esplorano i misteri del mondo.

Il matematico Jo Boaler della Stanford Graduate School of Education afferma che "un ampio divario tra la matematica reale e la matematica scolastica è al centro dei problemi di matematica che affrontiamo nell'istruzione scolastica".

Della materia di matematica, Boaler osserva che:"Gli studenti in genere diranno che è oggetto di calcoli, procedure, o regole. Ma quando chiediamo ai matematici cos'è la matematica, diranno che è lo studio dei modelli che è un'estetica, creativo, e bellissimo soggetto. Perché queste descrizioni sono così diverse?"

Sottolinea che lo stesso abisso non si vede se le persone chiedono agli studenti e ai professori di letteratura inglese di cosa tratta la letteratura.

Nel processo di costruzione del curriculum RabbitMath, i problemi o le attività sono inclusi quando i membri del team li trovano coinvolgenti e una sfida per il loro intelletto e immaginazione. Seguendo l'analogia con la letteratura, chiamiamo i modelli con cui lavoriamo romanzi matematici.

Per esempio, un progetto invita gli studenti a lavorare con le maree oceaniche. Sarebbe difficile trovare un ciclo drammatico maestoso come l'effetto di quella sublime luna lontana sulla potente azione delle maree nella baia di Fundy.

Coinvolgimento degli studenti

Negli anni '70, lo straordinario matematico e informatico del Massachusetts Institute of Technology, Seymour Papert, notato che in classe d'arte, studenti, proprio come artisti maturi, sono coinvolti in un lavoro personalmente significativo. L'obiettivo di Papert era quello di poter dire lo stesso di uno studente di matematica.

Ho avuto un'esperienza parallela nel 2013, quando ero revisore interno per il programma Drama al Queen's. Mi sono meravigliato della passione creativa degli studenti mentre si preparavano a mettere in scena uno spettacolo. E non erano tutti attori:erano cantanti, musicisti, scrittori, compositori, direttori e tecnici.

Nel modello di curriculum di Papert, studenti con abilità e interessi diversi lavorano insieme su progetti, per cui collaborano sui problemi, strategie e risultati.

In qualità di informatico pioniere, Papert ha capito che gli studenti potevano accedere direttamente ai processi di progettazione e costruzione attraverso la tecnologia digitale. Papert ha utilizzato il suo sistema informatico LOGO per questa interfaccia tecnica. LOGO era limitato nella sua portata, ma l'idea di Papert era molto in anticipo sui tempi.

Gli studenti della classe RabbitMath lavoreranno insieme utilizzando il linguaggio di programmazione Python per costruire diagrammi e animazioni per comprendere meglio i loro esperimenti con molle e pneumatici, specchi e musica. Produrranno video in grado di spiegare ai compagni il funzionamento di una struttura sofisticata.

Oggi, tecnologia, Internet, i sistemi di computer algebra e la programmazione matematica offrono possibilità di coinvolgimento immediato nei processi di progettazione e costruzione, esattamente ciò che Papert voleva. La piattaforma per RabbitMath è Jupyter Notebook, un diretto discendente di LOGO.

Abilità tecniche

Per troppi anni, il vero progresso nell'insegnamento della matematica a scuola è stato ostacolato da un ridicolo confronto tra la cosiddetta matematica "tradizionale" e la "scoperta". Il primo riguarda la struttura tecnica e il secondo riguarda le capacità di indagine e di indagine.

Non c'è conflitto tra i due; infatti si sostengono a vicenda piuttosto bene. Ogni sofisticato sforzo umano, dal dirigere un'orchestra sinfonica al mettere in orbita un satellite, comprende la natura complementare della struttura tecnica e dell'indagine creativa.

Il matematico della Stanford University Graduate School of Education Keith Devlin consiglia ai genitori di assicurarsi che il loro bambino abbia padronanza di ciò che chiama il senso del numero, "fluidità e flessibilità con i numeri, un senso di cosa significano i numeri, e la capacità di usare la matematica mentale per negoziare il mondo e fare confronti." Ma per gli studenti che intraprendono una carriera scientifica, tecnologia o ingegneria, questo non è abbastanza, lui dice. Hanno bisogno di una profonda comprensione di entrambe le procedure e dei concetti su cui si basano:la capacità di analizzare e lavorare con sistemi complessi.

Una classe di matematica di una scuola superiore è un ricco ecosistema di abilità diverse, capacità, obiettivi e temperamenti.

L'obiettivo dell'educatore deve essere quello di consentire a un mix diversificato di studenti di lavorare insieme in una classe di matematica in modo creativo e intenso come gli studenti del programma di recitazione, o per portare la stessa passione personale che avrebbero nella scrittura di narrativa.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.