Lo studio mostra che i bambini fino a 7 anni nei loro disegni usano spontaneamente la simmetria per esprimere le loro conoscenze sulla vita vegetale: nel campione analizzato, questa è una strategia molto frequente, diventa più complessa con il livello d’istruzione, come evidenziato dai ricercatori della Facoltà di Scienze della Formazione – Bilbao (José Domingo Villarroel e Álvaro Antón) e la Facoltà di Scienze e Tecnologie (María Merino).
José Domingo Villarroel professore del Dipartimento di matematica e didattica delle scienze sperimentali ha detto:
«Il fatto di stabilire che, ben prima dei 7 anni, i bambini mostrano capacità di disegno che includono la rappresentazione spontanea delle simmetrie, dovrebbe esercitare un’influenza rilevante sull’insegnamento e sui processi di apprendimento del bambino, non solo rispetto alla sfera della comprensione dei fenomeni biologici ma anche rispetto allo sviluppo del pensiero geometrico».
I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica internazionale Symmetry, include articoli sulla simmetria in matematica e nel resto delle scienze.
Il metodo di ricerca
Il professor José Domingo Villarroel spiega:
«Un fattore molto indicativo legato ai processi d’insegnamento e apprendimento riguarda la capacità di determinare le abilità e le conoscenze degli alunni in modo da essere in grado di adattare le attività didattiche a questi determinanti precedenti. E’ questa una delle regole d’oro nell’istruzione».
Álvaro Antón docente dello stesso dipartimento a tal proposito sottolinea:
«Sapere che i bambini usano spontaneamente la simmetria offre l’opportunità di esplorare l’espressione grafica durante l’infanzia e utilizzare questa risorsa nelle attività didattiche relative ai fenomeni biologici e alla conoscenza geometrica».
Il gruppo di ricerca per condurre la loro analisi, ha lavorato con un campione di 116 disegni prodotti da 65 bambine e 41 bambini di tre scuole, d’istruzione pre-primaria e primaria situate nel distretto di Uribe-Kosta a Biscaglia (una provincia della comunità autonoma dei Paesi Baschi), durante l’anno accademico 2012-2013. Erano disegni spontanei, senza alcuna conoscenza o istruzioni anticipate relative alla simmetria.
I ricercatori hanno selezionato la vita vegetale come soggetto per l’espressione pittorica, un argomento che a priori non ha un legame apparente con la geometria e la simmetria. I bambini con l’aiuto di un burattino, sono stati incoraggiati a produrre un disegno che spiegasse allo stesso come sono le piante, dove vivono e cosa è buono per loro. L’attività individuale ha richiesto circa dieci minuti.
Le rappresentazioni sono quelle che sono state analizzate dal gruppo di ricerca. Il team ha scoperto che le bambine e i bambini usavano due tipi di simmetria. María Merino, docente nel settore della ricerca statistica e operativa ha spiegato:
«I bambini usano la simmetria ciclica (presenta la simmetria rotazionale attorno a un punto centrale), ad esempio, quando raffigurano il sole e la simmetria diedrale (include sia la simmetria rotazionale sia la simmetria di riflessione), ad esempio per descrivere la forma umana. Tra le due, la più comune è la simmetria diedrale che usano per disegnare il mondo vegetale, le persone e il loro ambiente o elementi decorativi come stelle o cuori».
I ricercatori allo stesso tempo hanno visto che la complessità nella raffigurazione delle simmetrie diedrale è maggiore di quella corrispondente alle simmetrie cicliche, e che a più alti livelli d’istruzione, quando i bambini hanno bisogno di esprimere conoscenze più approfondite, disegnano anche elementi pittorici simmetrici più complessi. Le bambine dal punto di vista del genere, rispetto ai bambini, più frequentemente usano simmetrie complesse.
Lo studio è un primo passo verso la scoperta della connessione esistente tra la conoscenza dei bambini sul mondo vegetale e le immagini che producono; lo scopo è scoprire quale relazione esiste tra il pensiero geometrico e l’espressione grafica di questo pensiero.
Il professor José Domingo Villarroel in conclusione ha detto:
«Lo studio di queste connessioni è molto interessante, perché l’attività scientifica è sempre legata alla matematica: il pensiero scientifico è inevitabilmente legato al pensiero matematico, per questo è importante capire come durante l’infanzia i rapporti iniziano a essere stabiliti tra i due tipi di pensiero, quello concernente la spiegazione dei fenomeni biologici e della geometria».
