Laboratori didattici di ricerca in matematica per studenti delle scuole medie superiori

Cos'è uno stage Hippocampe

Descrizione breve

Ogni stage prevede l'accoglienza di una classe (20-30 studenti) delle scuole superiori per tre giorni consecutivi all'interno dell'università per un avviamento alla ricerca in matematica. Dopo la presentazione di alcuni temi di ricerca, gli studenti vengono indirizzati ad elaborare le proprie risposte sulle tematiche presentate lavorando in piccoli gruppi, discutendo e confrontando i risultati sperimentali sotto la guida di un piccolo team di tutor. Al termine dei tre giorni gli studenti esporranno ad un pubblico formato da docenti, studenti e ricercatori del dipartimento ospitante i poster scientifici contenti i propri risultati.

Obiettivi

Gli studenti coinvolti in uno stage Hippocampe si trovano per la prima volta di fronte ad un metodo differente per lo studio della matematica. Essi diventano partecipi del processo di produzione delle conoscenze dovendo costruire loro stessi il formalismo necessario ad esprimere il problema e la sua la soluzione. Inoltre, il processo di comprensione degli argomenti avviene di pari passo alla ricerca facendo si che il risultato finale venga sentito come proprio piuttosto che una soluzione proposta da accetare senza troppo spirito critico.

Ogni stage quindi si propone di permettere allo studente di sviluppare le seguenti capacità:

• Avviare una ricerca in maniera autonoma;
• Sviluppare nuovi metodi di studio per comprendere nuove nozioni;
• Avere un approccio critico verso i propri risultati ottenuti;
• Saper comunicare, in forma scritta e orale un problema tecnico e le sue possibili soluzioni.

L'esperienza dell'IREM di Marsiglia

Inizialmente nato come progetto all'interno del dipartimento di biologia, il primo stage Hippocampe di matematica ha avuto luogo all'IREM di Aix-Marseille nel 2005 con un numero sempre crescente di stage ogni anno.
I principali partner del laboratorio Pythéas sono il rettorato e la facoltà di scienze dell'Aix-Marseille Université, l'Institute de Mathematiqus de Marseille (I2M) dal quale provengono la maggior parte dei supervisori che prendono parte agli stage e il CIRM (Centre International de Rencontres Mathématiques) che saltuariamente accoglie le sessioni di presentazioni dei poster durante le conferenze coinvolgendo ricercatori esterni provenienti altre università e permettendo agli studenti di interagire con professori e ricercatori stranieri.
Dal 2006 inoltre alcuni stages sono stati proposti anche a scuole primarie e all' Ecole de la Deuxieme Chance de Marseille (scuola destinata al recupero dei giovani tra i 18 e i 25 anni usciti dal sistema scolastico senza diploma o qualificazione).
Dall'esperienza dell'IREM di Marsiglia, il modello di stage Hippocampe si è diffuso in Francia e, ad ora, degli stage vengono inoltre organizzati dell'IREM di Brest (dal 2007), di Lione (dal 2009), Toulouse e Nizza (dal 2011).
Nel 2016 per la prima volta in Italia (e fuori dalla Francia) si sono svolti due stage Hippocampe presso l'Università Roma Tre.

Come si svolge uno stage Hippocampe

Ogni stage viene seguito da un team di supervisori formato da un responsabile (generalmente un docente, un ricercatore o un dottorando) che proporrà l'argomento dello stage ad altri supervisori (che possono comprendere studenti inseriti in percorsi destinati all'avviamento alla didattica). Lo stage quindi si sviluppa nei tre giorni (mattina e pomeriggio) secondo il seguente modello:

• I giorno: gli studenti vengono accolti all'interno del laboratorio (presso l'università) dove viene illustrata la struttura, e il cursus degli studi universitari. A seguire verrà illustrato come si svolgerà lo stage e quindi introdotto il tema di studio. Durante la presentazione del soggetto dello stage vengono quindi date delle definizioni di base e delle domande per fornire spunti per iniziare a lavorare e prendere confidenza con queste nozioni. Al termine dell'esposizione si propongono alcuni possibili argomenti di ricerca e relative domande da sviluppare. Una volta scelta una tra le possibili tematiche di ricerca, gli studenti vengono divisi in gruppi di 4-6 studenti (per facilitare l'interazione tra di loro e con il supervisore) la giornata viene dedicata alla ricerca.
• II giorno: dopo un'altra mattinata di ricerca, nel pomeriggio è previsto il primo momento di verifica dei risultati ottenuti. Ogni gruppo prepara una breve esposizione di 10 minuti da presentare ai propri colleghi. Quindi ogni gruppo torna a lavorare per organizzare al meglio i risultati, correggere eventuali problemi avuti durante l'esposizione (di comunicazione o concettuali) e eventualmente ad integrare le osservazioni e le domande ricevute.
• III giorno: la mattina è destinata alla preparazione dei poster e della loro presentazione. Alla fine della mattinata è prevista la presentazione dei poster a cui parteciperanno ricercatori, docenti e studenti del dipartimento.

Percorso didattico

Il supervisore ricopre il ruolo di guida alla ricerca durante tutto lo stage suggerendo ai gruppi tramite domande le direzioni da percorrere e mettendo alla prova la reale comprensione e consistenza delle scoperte. Il supervisore rappresenta uno strumento di verifica e di stimolo per le scoperte degli studenti proponendo domande che aiutino a comprendere l'argomento, ed evitino che gli studenti cadano in errore o che si dirigano troppo lontani dall'argomento scelto. Lo stage non prevede nessuna forma di didattica frontale. Il ruolo del supervisore è stimolare gli studenti senza forzarli a percorrere ragionamenti prestabiliti e lasciando loro la completa libertà anche di cadere in errore; la comprensione della causa dell'errore e la sua correzione rientra nel processo di apprendimento. Alla fine dello stage, lo studente avrà quindi elaborato il suo metodo di comprensione che potrà essere poi applicato allo studio della matematica e delle materie scientifiche in generale.

Percorsi per le Competenze Trasversali e Orientamento (ex Alternanza scuola-lavoro)

Gli stage fanno parte dell'offerta dei PCTO (ex ASL) del Dipartimento di Matematica e Fisica dell'università Roma Tre.