Prezentare de carte: George Pólya – Descoperirea în matematică

Pólya este cel mai citat autor în domeniul metodico-didacticii matematicii şcolare, iar lucrarea sa cu acest titlu ciudat – Descoperirea în matematică – probabil apogeul lucrărilor despre arta predării matematicii la nivel mondial. Lucrarea a fost tradusă în limba română şi publicată impecabil la Editura ştiinţifică în 1971, după originalul Mathematical discovery – On understanding, learning and teaching problem solving, apărut în două părţi la New York în 1962 şi 1965. Lucrarea urmează primelor două ale acestui autor: Matematica şi raţionamentele plauzibile, Ed. ştiinţifică,1962 (originalul din 1954) şi respectiv Cum rezolvăm o problemă?, Ed. ştiinţifică, 1965 (originalul din 1957), cele trei formând o trilogie în slujba gândirii problemelor matematice.

Din start trebuie precizat faptul că titlul acestei cărţi este foarte înşelător; mult mai potrivit, mai clar, ar fi fost Descoperirea rezolvărilor problemelor de matematică. Pentru că, da, lucrarea încearcă o cale de iniţiere cât mai detaliată în arta rezolvării problemelor de matematică (aspect evidenţiat şi de subtitlul originalului în limba engleză, dar şi în varianta tradusă la pag. 83). Doar ultimul capitol, Conjectura şi metoda ştiinţifică, se apropie mai mult de titlul cărţii, încercând să împingă cititorul, dar mai ales elevul, spre probleme de cercetare (i-aş spune micro-cercetare).

Plecând de la premiza că onoratul cititor este oricum iniţiat şi versat în rezolvarea problemelor, mă voi concentra în prezentarea acestei lucrări pe al doilea mare obiectiv al acestei cărţi, cel care de fapt i-a adus renumele, anume arta predării matematicii.

Astfel, cartea urcă de la accentul pus pe metode generale de rezolvare a problemelor până la elemente clare de metodică şi didactică a predării matematicii. Deşi Pólya accentuează de câteva ori importanţa ca şi profesorul de şcoală medie să aibă o minimă experienţă în cercetare, doar în ultimul capitol el se referă la posibilitatea şcolirii înspre descoperirea unor elemente noi în matematică (doar colateral).

Cel mai dificil aspect în prezentarea acestei lucrări îl reprezintă alegerea unor citate sugestive din noianul sublinierilor existente în exemplarul din faţa mea. Voi încerca să aleg citatele în contextul elementelor din noua programă de matematică pentru clasele V-VIII, ce va fi aplicată actualilor absolvenţi de clasa a IV-a. Astfel, Pólya porneşte primul capitol cu următoarea explicaţie despre necesitatea construcţiilor geometrice:

Desenarea (sau construirea) figurilor cu ajutorul riglei şi compasului face parte, prin tradiţie, din predarea geometriei plane. Dintre construcţiile de acest gen, câteva – cele mai simple – sînt utilizate efectiv de desenatori, însă în rest, importanţa lor practică este neglijabilă, şi nici importanţa lor teoretică nu este prea mare. Cu toate acestea, prezenţa acestei teme în programele de învăţământ este pe deplin justificată: construcţiile geometrice sînt cît se poate de potrivite pentru familiarizarea începătorului cu figurile geometrice, şi constituie un excelent pretext pentru a-l iniţia în noţiunile de bază ale rezolvării problemelor. Şi tocmai din acest din urmă motiv, vom începe prin a studia construcţiile geometrice. (pag.15)

În continuare Pólya se avântă în explicarea rezolvării unor probleme, iar în acest demers foloseşte uneori un limbaj foarte sugestiv, chiar teatral. De pildă, în rezolvarea unei probleme, aflăm că în figură există un punct, punctul D, care evident, arde de dorinţa de a intra şi el în joc, de a avea mai multe relaţii …(pag.25).

În Cap.2 – Schema carteziană, Pólya ne prezintă o problemă banală, pe care apoi o analizează la diferite nivele. Iată problema: Un fermier are găini şi iepuri. Aceste animale au la un loc 50 de capete şi 140 de picioare. Câte găini şi câţi iepuri are fermierul?

Astfel, Pólya analizează mai multe moduri de abordare a problemei. Primul este rezolvarea prin tatonare (prin încercări). A doua metodă, ceva mai evoluată, este prezentată sub titlul: O idee strălucită. Iată în detaliu această rezolvare:

Să ne închipuim că fermierul îşi surprinde animalele într-o poziţie cu totul insolită: fiecare găină stă într-un singur picior, iar fiecare iepure – pe labele din spate. În această situaţie neobişnuită, animalele îşi folosesc exact jumătate din picioarele lor, adică 70. În acest număr 70, fiecare cap de găină este socotit o dată, însă fiecare cap de iepure este socotit de două ori. Să scădem din 70 – numărul total de capete, adică 50; ceea ce rămîne este tocmai numărul de capete “urecheate” – sînt deci 70 – 50 = 20 iepuri! Şi bineînţeles, 30 de găini.

(…) Rezolvarea aceasta (…) este ingenioasă: ea necesită o foarte clară înţelegere intuitivă a situaţiei, un grăunte de ingeniozitate, o sclipire – felicitările mele puştiului de 14 ani care a descoperit-o singur. Ideile strălucite sînt însă rare –  e un noroc ca să-ţi vină vreuna în minte. Aşa că Pólya trece la următorul nivel, la rezolvarea algebrică, iar apoi la o generalizare, şi în final face şi un  studiu comparativ al metodelor prezentate. Apoi se ocupă cu totul de punerea în ecuaţie.

Mai ales prima parte a cărţii (capitolele 1 – 4) este plină de exemple sugestive de probleme – unele mai frumoase decât altele – şi cu greu mă pot decide pe care să-o aleg spre exemplificare. Totuşi, hai să încerc. La pag.176 există următoarea problemuţă: 6.12. Înmulţirea cu 9 “răstoarnă” un număr de patru cifre (dă un număr cu aceleaşi cifre dar în ordine inversă). Care este numărul? Legat de multele probleme de geometrie, o observaţie merită totuşi făcută: autorul dă multe exemple din ceea ce era la noi până în ’97 geometria de liceu. Mă doare sufletul că toată această parte de materie şi de aplicaţii nu mai este prin liceu (de pildă, probleme cu locuri geometrice oricum nu se pot studia în gimnaziu).

Revenind la reţetele date din Descartes, din alte surse, sau date chiar de către Pólya, acesta face la pag. 73 o obsevaţie foarte pertinentă: Cuvintele lui Descartes vor constitui pentru noi un îndreptar preţios, dar cititorul ar jigni pur şi simplu memoria părintelui “îndoielii carteziene” dacă ar accepta ceva din cele spuse de el, pur şi simplu pe considerentul că “aşa a spus Descartes”. În fapt, cititorul n-ar trebui să accepte “de-a gata” nici ceea ce spune autorul de faţă, nici vreun alt autor, oricare ar fi el, şi n-ar trebui să se încreadă  prea mult nici măcar în propriile sale impresii de prim moment. După ce-şi va pleca cu onestitate urechea la cele spuse de autor, cititorul n-ar trebui să accepte decît acele propoziţii pe care izbuteşte să le înţeleagă foarte clar prin propriile sale eforturi, sau de care este pe deplin convins pe baza propriei sale experienţe bine sedimentate. Numai procedînd în felul acesta, el va acţiona în spiritul Regulilor lui Descartes.

Cap. 3 pleacă de la celebra poveste cu Suma lui Gauss, dar ajunge curând la o minunată prezentare a combinatoricii şi a demonstrare prin inducţie matematică (la notaţii aţi putea avea anumite probleme, pentru că nu sunt cele folosite în România). Iar cap. 4 se încheie cu un minunat sfat: “Pentru a preţui cum se cuvine o cale uşoară, mergi mai întîi pe calea cea mai grea”, spunea profesorul de matematică tradiţional (pag.137). Acest sfat, poate de neînţeles, devine brusc clar dacă ne gândim la ordinea celor două metode tradiţionale de rezolvare a sistemelor de ecuaţii (substituţia, respectiv reducerea), dar şi la cunoaşterea noţiunii de fracţie (mai întâi cele ordinare, şi doar apoi cele zecimale).

În partea a doua, studiul evoluează în continuare. De pildă, în cap.10 – Naşterea ideii, găsim următoarea imagine deosebit de sugestivă (10.1 Şi dintr-o dată – lumină…, pag.240): Soluţia unei probleme poate surveni cît se poate de brusc. După ce-ai “rumegat” îndelung o problemă şi fără nici un progres aparent îţi “fulgeră”dintr-o dată în minte o idee strălucită, o sclipire de inspiraţie, şi parcă ţi se face lumină în faţa ochilor. Este ca şi cum ai intra, noaptea tîrziu, într-o cameră necunoscută de hotel, şi n-ai şti nici măcar unde este întrerupătorul; bîjbîi într-o cameră cufundată în întuneric, percepi confuz nişte forme întunecoase, pipăi ici o mobilă, colo o alta, şi cauţi, cauţi mereu – încerci să dibui pe undeva întrerupătorul; şi în clipa cînd l-ai găsit şi ai aprins lumina, totul devine dintr-o dată clar. Masele pînă atunci confuze capătă contururi distincte, forme binecunoscute, şi vezi că totul este la locul lui şi perfect adaptat unei funcţionalităţi evidente.

Cam de această natură poate fi şi experienţa pe care o trăieşti când rezolvi o problemă: o clarificare fulgerătoare care face lumină, care ordonează, structurează şi dă scop unor detalii care păreau pînă atunci obscure, confuze, haotice şi fără nici o semnificaţie.

Dar în acest domeniu, o fărîmă de experienţă este mai de folos decît un noian de descrieri; şi pentru a ne apropia cît mai mult de experienţa fiecăruia, ar trebui să trecem la un exemplu concret. Exemplele foarte elementare de matematică sînt, poate, cele mai potrivite pentru a ne face să simţim efortul, suspensul şi plăcerea unei descoperiri, şi pentru “a ne obişnui ochii să vadă adevărul clar şi distinct”. (Ultima frază este împrumutată din Descartes).

În continuare, la pag.241 se găseşte o demonstraţie foarte interesantă, de geometrie în spaţiu, la problema lui Ţiţeica cu moneda de 3 lei. Cap. 11 Activitatea gîndirii, aproape că pare luat dintr-un manual de psihologie. Superb! Citez de la pag. 249: O componentă esenţială a problemei este dorinţa, voinţa, hotărîrea de a o rezolva. (…) La partea de exemple şi comentarii la acest capitol găsim următorul aliniat: Scopul acestei cărţi este să vă îmbunătăţească deprinderile de lucru [ale dvs. sau ale elevilor dvs.]. De fapt, însă, numai dumneavoastră singur vă puteţi îmbunătăţi deprinderile. Dumneavoastră înşivă trebuie să descoperiţi ce diferenţe există între ceea ce faceţi de obicei, şi ceea ce trebuie să faceţi. Capitolul acesta a fost scris pentru a vă ajuta să înţelegeţi mai bine ceea ce faceţi dumneavoastră de obicei.

Personal, din toată cartea lui Pólya, preferatul meu este Capitolul 14: Să învăţăm noi, să-i învăţăm pe alţii şi să învăţăm cum să-i învăţăm  pe alţii. Primul titlu al acestui capitol este în sine o perlă: Predarea nu este o ştiinţă [ci o artă!]. Vă voi împărtăşi cîteva din opiniile mele despre procesul de învăţare, despre arta de-ai învăţa pe alţii şi despre procesul de instruire profesională a profesorului. Dacă nu toată cartea, măcar acest capitol ar trebui să fie inclus în bibliografia obligatorie pentru cursurile de metodică şi didactică din facultăţi sau de formare continuă a profesorilor. Paragrafele 14.1 – 14.7 au fost prezentate într-o alocuţiune la al 46-lea Congres al The Mathematical Association of America, la Berkley; paragraful 14.8 întregeşte capitolul într-un magistral curs de predarea a matematicii prin Decalogul profesorului, un set de reguli despre cum ar trebui predată matematica. Nu are rost să vă prezint citate din acest capitol pentru că în perioada următoare intenţionez să iau sub lupă diferite subiecte din acesta (de fapt, deja am început).

Din ultimul capitol, în care se propun anumite teme în care elevii să fie împinşi spre o aşa-numită “cercetare”, apar câteva citate de o importanţă deosebită în contextul actual. Astfel, la pag. 351 citim că faptul amintit este intuitiv, dar puteţi căuta în Euclid XI 21, unde găsiţi o demonstraţie. La pag. 356 apare titlul 15.7. Metoda ştiinţifică: “Ghiceşte şi verifică”, care implică evident şi folosirea intuiţiei. În multe săli de clasă verbul a “ghici” este tabu, în timp ce în cercetarea matematică – linia de conduită. “mai întîi ghiceşte, apoi verifică” constituie aproape o regulă (pag. 358). În partea de “probleme” sunt date apoi multe exemple pentru “proiecte de investigaţie”.

Cartea nu se încheie însă aici. Urmează, pe lângă partea de răspunsuri, şi două anexe corespunzătoare celor două volume originale ale acestei cărţi. Din prima anexă merită să vă dau următorul citat (pag.375):  Aşa cum am arătat în Prefaţă, cartea aceasta a fost scrisă cu intenţia de a da posibilitate şi prilej viitorilor profesori de matematică pentru şcoala medie (precum şi profesorilor deja în funcţie) să desfăşoare o oarecare activitate de creaţie la un nivel adecvat. După părerea mea, este foarte de dorit să se creeze profesorilor o astfel de posibilitate, fiindcă de la un profesor care n-are nici un fel de experienţă personală, într-o formă sau alta, de activitate de creaţie, este greu de aşteptat că va fi în stare să inspire, să conducă, să sprijine, sau măcar să-şi dea seama de activitatea creatoare a elevilor săi. Aici Pólya vorbeşte desigur de activitatea creatoare a elevilor în contextul problemelor dificile, pentru care acestora nu le putem da o reţetă tipică de rezolvare Anexa 2 conţine doar noi probleme şi alte indicaţii/ sfaturi de “micro-cercetare”, de pildă cum ar fi acela despre cum se pot găsi numerele lui Fibinacci în Triunghiul lui Pascal.

Închei cu observaţia că aspecte similare, oarecum pe aceeaşi lungime de undă, se pot spune şi despre precedenta lucrare a lui George Pólya, Cum rezolvăm o problemă?, aşa că pentru aceasta nu îmi voi propune o prezentare separată.

Titus Grigorovici

24 aprilie 2017

Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedInEmail this to someone

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Solve : *
24 + 20 =