L'insegnamento della matematica deve essere ripensato perché le capacità di ragionamento spaziale dei bambini non sono sviluppate a sufficienza, dice un nuovo studio.

Gli alunni che hanno preso parte alla ricerca hanno lottato con problemi di geometria di base, suggerendo che la loro conoscenza delle forme non è verificata abbastanza spesso, e ci deve essere più spazio nel curriculum per mettere in pratica ciò che hanno imparato.

Gli accademici hanno misurato le capacità di ragionamento spaziale dei bambini ponendo loro semplici domande su quali forme si adattano insieme. Gli alunni hanno potuto identificare una forma principale da un'immagine composta da molte ma hanno faticato a identificarne altre.

Le capacità di ragionamento spaziale aiutano le persone a ruotare mentalmente le forme per vedere come apparirebbero in direzioni diverse. Questo è essenziale nelle professioni che coinvolgono IT e ingegneria. Gli esperti ritengono che 1, 357 studenti di grado 4-9 in Giappone che hanno preso parte allo studio hanno avuto difficoltà perché non potevano sia visualizzare le forme che applicare la teoria matematica per risolvere i problemi di geometria.

Dottor Tao Fujita, dell'Università di Exeter, che ha condotto la ricerca, ha dichiarato:"Abbiamo impostato problemi matematici molto semplici per alunni di età diverse e abbiamo riscontrato che un numero basso di bambini potrebbe rispondere correttamente. Sebbene si trattasse di alunni in Giappone, non c'è nulla che suggerisca che lo stesso problema non si verificherà in altri paesi. il problema potrebbe essere che gli insegnanti fanno supposizioni sulle abilità geometriche dei bambini. Ma dimostriamo che è importante che continuino a controllare le loro conoscenze. Essere a proprio agio nel lavorare con le forme è essenziale nelle professioni STEM/STEAM che coinvolgono IT e ingegneria. Sarebbe utile se le scuole controllassero, forse annualmente, capacità di ragionamento spaziale dei bambini."

Lo studio, pubblicato in Rivista di ricerca sulla didattica della matematica , ha coinvolto anche accademici della Nara University of Education e della Shizuoka University in Giappone e dell'Università di Southampton. Hanno lavorato con gli insegnanti per tenere una lezione come parte dello studio, e anche gli alunni intervistati.

Gli studenti avrebbero imparato a conoscere le forme 3D inclusi i cubi, cuboidi, prismi, piramidi, reti e come rappresentare forme 3D in 2D nelle lezioni precedenti, ma non potrebbero usare la loro conoscenza e il loro ragionamento quando risolvono semplici, ma problemi geometrici sconosciuti.

Quasi tutti gli studenti secondari potrebbero riconoscere alcuni ma non tutti gli angoli in un cubo.

Circa il 30 percento degli studenti in età scolare pensava erroneamente che un lato di un cubo fosse lungo quanto la diagonale della sua faccia. La risposta corretta è che il lato diagonale è più lungo.

Gli studenti possono utilizzare la visualizzazione spaziale per ruotare mentalmente i diagrammi, ma hanno lottato per determinare dove sarebbe stato il triangolo disegnato all'interno di un cubo.

Il dottor Fujita ha detto:"Non basta conoscere il nome delle forme, i bambini hanno anche bisogno di usare le loro conoscenze per risolvere i problemi. Il curriculum dovrebbe avere più spazio per i bambini per esercitarsi in questo. Dovrebbero essere date maggiori opportunità agli studenti delle scuole primarie e secondarie di esercitare le loro capacità di ragionamento spaziale e di consolidare la loro conoscenza della geometria.

"L'attuale curriculum giapponese per la geometria 3D dovrebbe essere riesaminato, e maggiori opportunità di apprendimento potrebbero essere date agli studenti delle scuole primarie e secondarie in cui possono non solo esercitare le loro capacità di ragionamento spaziale ma anche consolidare e condividere, discutere e utilizzare esplicitamente ciò che hanno imparato."