(Alte) Două tipuri de matematică (2)

Profesorul Eugen Rusu vorbea în anii ’60-’70 despre două tipuri de matematică, matematica proces şi matematica rezultat. Le-am analizat din nou în prima parte a acestei miniserii. Totuşi, ţin minte că într-un moment a menţionat şi un al treilea tip, referindu-se la acesta drept matematica sportivă. Să analizăm la ce s-ar fi putut referi.

Activitatea matematică şcolară are tradiţional două componente, două nivele. În primul rând avem noile conţinuturi, care compun tradiţional aşa-numita “Lecţie”, conţinând noile noţiuni (eventual definiţiile) cât şi proprietăţile legate de acestea, aduse ca teoreme sau formule. Apoi avem partea de aplicaţii, exerciţiile, dar mai ales problemele. În mod obişnuit exerciţiile reprezintă aplicaţiile simple de exersare a noilor tipuri de rezolvări, pe când partea de probleme aduce aplicaţiile mai complexe, … da, aplicaţiile mai “problematice”, cele care nu sunt atât de evidente şi repetitive, care sunt compuse din mai mulţi paşi logici a căror depistare şi asamblare reprezintă de obicei o adevărată provocare.

Este evident că cele două tipuri de matematică despre care am vorbit în prima parte, matematica proces şi matematica rezultat, se referă la partea de “Lecţie”, adică la componenta de prezentare, de cunoaştere a noilor conţinuturi. Partea de aplicaţii în probleme, mai ales în formele sale extreme, este evident cea la care se referea Eugen Rusu când vorbea de matematica sportivă. Desigur că şi aici, la fel ca la orice sport, putem vorbi despre “sportul pentru mase” (temele suplimentare de la clasă), dar şi de “sportul de excelenţă” (munca suplimentară personală de nivel tot mai ridicat). Putem gândi şi următoarea analogie: exerciţiile corespund oarecum părţii de încălzire, pe când problemele corespund părţii de sport concrete. Analogia se termină însă aici. Pe când la sport trebuie început la fiecare nouă şedinţă cu exerciţii de încălzire, pentru a nu face o întindere musculară, la matematica sportivă exerciţiile apar doar la introducerea temei. Odată trecut elevul la nivelul problemelor, nu va mai avea nevoie pe viitor de “încălzire”. Astfel, putem spune că, spre deosebire de muşchi, o minte antrenată nu are nevoie de încălzire; o minte formată e întotdeauna încălzită şi de-abia aşteaptă noi provocări!

Din vremuri străvechi matematicienii s-au ocupat cu astfel de provocări. Mai recent apoi, Gazeta Matematică şi Olimpiadele şcolare au reprezentat tradiţional terenul de practicare a matematicii sportive, iar cu timpul au apărut tot mai multe concursuri pentru diferitele grupuri şi nivele de sportivi în ale rezolvării problemelor de matematică. Deseori profesorii implicaţi intens în acest domeniu erau numiţi “problemişti”, sau mai încoace spre vremurile noastre “olimpişti”, folosirea denumirii “de excelenţă” fiind una de dată mai recentă.

Pe de altă parte, trebuie să ne fie clar un aspect: când vorbim despre matematica proces sau despre matematica rezultat, de obicei vorbim despre predarea materiei noi pe una din cele două căi. Spre deosebire de acestea, matematica sportivă este despre aplicaţii şi mai ales diferite probleme ce pot fi aduse ca provocări, practic de matematică pentru concursuri. Deşi, ca atitudine, se poate aduce în faţa elevilor şi o problemă sub formă de matematică rezultat, ceva de genul “tu nu trebuie să te gândeşti; stai că-ţi arăt eu cum se face!”; astfel, elevul este informat, îi este adus la cunoştinţă cum se face, sau dimpotrivă, sub formă de matematică proces, de pildă prin îndrumarea elevului cu întrebări ajutătoare; astfel, elevul este împins spre, dar şi învăţat a face singur paşi de gândire. Ca o paranteză privind, este evidentă aici asemănarea cu pilda despre deosebirea dintre a-i da unui om un peşte, pe care îl poate mânca şi gata, dar mâine iar va fi flămând, sau varianta de a-l învăţa să pescuiască, astfel încât să devină autonom şi să aibă de mâncat tot timpul.

Un alt aspect important al matematicii şcolare îl reprezintă evaluarea, îndeosebi evaluarea finală sub formă de examen, ca mod de confirmare a ciclului absolvit, dar mai ales pentru filtrarea candidaţilor doritori la accederea în forma ulterioară de învăţământ.

Din câte am înţeles, pe vremuri examenul de bacalaureat conţinea şi o probă orală, iar la aceasta tinerii erau verificaţi inclusiv din zona noţiunilor teoretice. Odată cu desfiinţarea acestor probe orale, au dispărul din examene şi verificarea directă a teoriei, aceasta având loc mai departe doar indirect, în cadrul rezolvărilor diferitelor probleme. Adică, de cca. jumătate de secol, elevul nu mai este pus să dea o definiţie a triunghiului isoscel sau să prezinte Teorema lui Pitagora, sau să prezinte formulele de calcul cu logaritmi etc., ci este suficient doar să le folosească corect, în cel mai bun caz să facă trimitere la acestea în cadrul unei rezolvări.

Ca urmare, nefiind verificate de decenii întregi, partea de teorie a lecţiei de matematică şi-a pierdut masiv din importanţa ce i se dă. După zeci de ani în care prezentarea teoretică a lecţiei a rămas totuşi pilonul principal al orei de matematică, de la o vreme lumea le-a abandonat. Cine mai pierde vremea acum cu lecţii ordonate şi lungi, cu detalierea în teoreme numerotate, în teoreme directe şi teoreme reciproce, în demonstrarea unor formule etc.? Pentru ce? Ar fi clar “doar o pierdere de vreme”! Deoarece examenele sunt numai din aplicaţii, din exerciţii şi probleme, încununate cu probleme grele pentru a-i departaja pe elevii buni, cei aducători de “rezultate” cu care să ne mândrim, este normal că de la o vreme forma lecţiei să se adapteze la aceste nevoi.

Cu alte cuvinte, matematica în integritatea ei nu mai este un obiectiv, nici al elevilor în învăţarea acestei materii, nici al profesorillor în predarea la clasă. Rămâne ca obiectiv şi toată lumea se concentrează doar pe învăţarea a acelor elemente care au şanse de a fi verificate la examen. Acest lucru îl susţine de fapt şi aşa numita “Legea lui Campbell“, despre care am mai scris (prima dată în https://pentagonia.ro/legea-lui-campbell/ )

Această lege a acţionat în ultimii ani, la noi în România, pe două paliere: în primul rând, cum am discutat deja, a acţionat prin “eliminarea” părţii de prezentare a lecţiei teoretice în mod riguros de matematică rezultat, sau în mod mai pedagogic de matematică proces. La un al doilea nivel, Legea lui Campbell a acţionat ca filtru de selecţie a exerciţiilor şi problemelor care se fac la clasă sau la temă, în funcţie de ce probleme sunt posibile de a fi date la examen. Toată lumea poate observa că există probleme care sunt “la modă”, la fel ca şi probleme despre care putem spune cu mâna pe inimă că “aşa ceva nu se mai dă”. Imediat ce se dă o anumită problemă de un tip nou la examen, toată lumea se apucă să facă şi să propună probleme similare, eventual să dezvolte ideea respectivă în variante tot mai alambicate. Sursa de apariţie a acestora o reprezintă de obicei concursurile şcolare, dar şi culegerile diferiţilor autori (pe vremuri sursa principală o reprezenta Gazeta Matematică). Drept urmare, toată lumea ajunge să facă probleme de acel tip, la clasă sau la orele private, având loc efectiv un proces de dresură a elevilor în acel sens. Astfel, elevilor nu le mai este prezentată neapărat întreaga plajă de aplicaţii posibile, mai degrabă toată lumea concentrându-se pe problemele “la modă”.

Am putea spune că astfel sunt abandonate diferite tipuri de probleme şi tehnici de rezolvare, acelea care s-a dovedit că “nu se mai dau” la examene. Vom gândi în acest fel mai ales dacă vedem elevul ca un “calculator” sau un “smartphone” în care noi profesorii trebuie “să descărcam aplicaţii”, adică diferite tipuri şi tehnici de rezolvări, iar elevul la rândul său trebuie să le înveţe pentru a le putea reda la examen dacă se dă o astfel de aplicaţie. Putem folosi desigur şi comparaţia mai veche, privind elevul ca “un sac” în care noi trebuie să băgăm, să îndesăm diferitele tehnici de rezolvare..

Merită să atragem atenţia însă şi asupra unui alt aspect, anume a faptului că plaja diferitelor tipuri de probleme teoretic posibile este absolut uriaşă, cvasinemărginită. Ca urmare, tehnic, chiar nu este posibil să facem cu elevii toate felurile de probleme. Şi atunci, ce-i de făcut?

Să privim lucrurile şi invers: oare noi, rezolvitorii experimentaţi, cum acţionăm atunci când ne confruntăm cu o problemă din afara spaţiului nostru de rezolvări cunoscute? Şi aici se pot observa două categorii: pe de-o parte sunt cei care se blochează, pe de cealaltă parte, sunt cei care încep să gândească, să devină creativi şi inventivi, descurcându-se până la urmă şi în situaţii pe care nu le cunoşteau înainte. Dar, cum reuşesc aceştia să se descurce pe situaţii aprioric necunoscute, de unde şi cum au dobândit ei aceste abilităţi surprinzătoare de a se descurca pe o situaţie necunoscută dinainte? Păi, exact datorită faptului că au lucrat foarte mult pe aplicaţii din afara zonei de reţetare clară. Nu mă interesează să analizez şi o a treia categorie, anume a acelora care încep să caute o rezolvare în diferite surse, inclusiv pe net. După părerea mea, aceştia pot fi asimilaţi primei categorii.

Putem explica fenomenul şi astfel: într-o primă fază, ca elevi, învăţăm o serie de rezolvări, pe care apoi le extindem prin diferite combinări ale “figurilor de dans” matematic, lărgind astfel “paleta” tehnicilor de rezolvări. Am putea spune şi că extindem acel “ceva” pe care l-am putea denumi şi “zona de comfort rezolvatorist” în sensul combinării metodelor de rezolvare. Da, iar de la un anumit moment încolo, mintea rezolvitorului începe să poată face singură astfel de extinderi surprinzătoare, chiar şi în situaţii absolut noi pentru sine, în situaţii ce nu i-au fost prezentate anterior de către “un maestru”.

Fenomenul se poate analiza şi în alţi termeni, anume din punct de vedere al gândirii. De pildă, cum reuşeşte să decidă un părinte ce-i de făcut într-o problemă din culegerea actuală a copilului său, în condiţiile în care astfel de probleme nu se făceau şi nu apăreau în cărţi cu un sfert de secol în urmă (atunci când părintele a fost el elev). Ce-i spune lui ce şi cum să facă? Singurul răspuns este “Gândirea”. Părintele a învăţat matematica până la nivel de gândire; acum, chiar dacă a uitat elementele respective sau nu a văzut niciodată astfel de probleme, el are în continuare gândirea la dispoziţie; gândirea nu dispare (de obicei). Cred că, în mod similar, la nivelul nostru, cei care avem forţa să abordăm o problemă provenită total din afara zonei noastre de confort, probabil că o facem pe bază de “Gândire”.

Astfel, unii dintre noi reuşim să-i învăţăm pe elevi doar reţete, alţii reuşim să-i învăţăm şi să gândească. Totul depinde de felul nostru de a privi matematica, dar şi de felul elevilor de a privi matematica, sau chiar de dispoziţia lor de a învăţa (mai nou chiar şi de a se lăsa sau nu în a le fi educat felul de învăţare).

Apoi, vin diferitele concursuri sau examene, în care se verifică elevii cum şi-au dezvoltat abilităţile de rezolvare, dar şi aceste abilităţi de a lucra în afara zonei de confort. Cam aşa înţeleg eu ideea de matematică sportivă de masă. Desigur că există în paralel şi matematica sportivă de excelenţă. Despre aceasta nici nu are loc să vorbesc aici, neavând o legătură directă cu subiectul nostru (de la unele nivele de “olimpism” putem trece chiar la folosirea termenul de matematica sportivă “profesionistă”).

Oricum, pentru dezvoltarea cât mai bună a acestor abilităţi de rezolvare, este însă nevoie de cât mai mult timp de lucru. Ori, de vreme ce de zeci de ani nu se mai cer la examen elemente de teorie, s-a ajuns în mod natural la ideea de a reduce la cât mai puţin partea de lecţie teoretică, pentru a face loc cât mai mult aplicaţiilor. Astfel, până la urmă s-a întâmplat inevitabilul: lecţiile in componenta lor teoretică au scăzut masiv, până când, la ora actuală s-a ajuns de multe ori la înlocuirea directă a lecţiilor cu nişte simple rezumate. Să analizăm cum de s-a putut ajunge la aşa o ciudăţenie.

Nu mi-am propus să fac în acest sens un studiu exhaustiv, dar pot prezenta câteva surse ale acestui fenomen. În primul rând, după cum am prezentat până acum, avem dorinţa profesorilor de a elibera cât mai mult din timpul orei de matematică pentru partea de aplicaţii. Asta este clar, şi cred că asta este cauza principală. Dar mai există şi altele.

O cauză de care n-am auzit a se vorbi defel este mentalitatea multora de a-şi trimite copilul la şcoală cu lecţia deja cunoscută, ca “să ştie dacă este întrebat”. Această mentalitate oferă părinţilor practicanţi o falsă siguranţă, ei neconştientizând că altfel elimină cu totul gândirea din mintea copilului, confundând-o şi deci înlocuind-o cu simplele cunoştinţe.

Această mentalitate a ajuns să fie potenţată cu timpul şi de către profesorii particulari. Deoarece aceştia sunt plătiţi direct de către părinţi, mulţi ajung la ideea de a prezenta elevilor lecţiile în avans, astfel încât colaborarea respectivă să fie rapid vizibilă într-o creştere a notelor de la clasă. Rezultatul observabil în toate şcolile sau clasele cu pretenţii elitiste este că lecţiile nu mai trebuie prezentate la oră defel, pentru că elevii le ştiu deja de acasă.

Însă, nici măcar la o oră particulară profesorul nu va sta să predea detaliat şi “in-extenso” noile cunoştinţe în avans. El o va face desigur în format de rezumat, adică “pe scurt”, arătând apoi elevului imediat şi câteva aplicaţii (adică “la ce foloseşte” chestia asta).

Desigur că această politică de predare este susţinută şi de către majoritatea elevilor, sub gândul general “spuneţi-ne pe scurt despre ce-i vorba”, că oricum nu ne interesează prea multe aspecte (cu întrebări tupeiste de genul “da’ se dă la examen aşa ceva?”). Cunoscuta părere susţinută de diferiţi “atotştiutori” care-şi prezintă opinia cum că “toate se găsesc oricum pe net, la un clic distanţă”, deci de ce-ar mai trebui aprofundate la clasă în detaliu, această părere alimentează şi mai mult refuzul elevilor de a accepta lecţii mai detaliate.

Ciudat este că acestui “Cor” al celor care prezintă lecţiile noi direct în rezumat, cum spuneam, ceva de genul “stai că-ţi arăt eu pe scurt despre ce-i vorba”, s-au raliat şi conducătorii procesului matematic şcolar, atunci când au impus prin programa din 2017 Teorema lui Pitagora la sfârşitul clasei a 6-a direct ca reţetă, fără nici cea mai mică componentă justificativă.

Dar, practic ce se întâmplă atunci când înlocuim prezentarea unei lecţii complete şi coerente direct cu rezumatul acesteia? Cel mai important aspect este că lecţia nu mai contribuie la formarea gândirii matematice, elevii fiind doar “informaţi pe scurt” despre ce este vorba în această lecţie. Se mai formează însă în acest mod de predare măcar un fel de “Gândire”? Sau, altfel spus, ce fel de “Gândire” se formează astfel? Consider că este destul de important să găsim un răspuns clar la această întrebare, deoarece aceasta ne poate lămuri despre felul cum va raţiona în curând marea masă a populaţiei României (de fapt, cum deja se cam raţionează).

În primul rând însă, trebuie să înţelegem că avem de introdus “oficial” în acest moment o nouă categorie de predare a matematicii, faţă de cele două despre care am discutat deja. Deci, pe lângă predarea prin matematica proces şi predarea prin matematica rezultat, mai nou putem vorbi şi de predarea prin matematica rezumat, care a fost introdusă direct în predarea iniţială din motive de eficientizare temporală, ca să facă loc în oră pentru cât mai multă matematică sportivă, aia care se cere de fapt la examene.

Îmi permit să analizez puţin “istoricul” procesul apariţiei acesteia, a matematicii rezumat, aşa cum l-am trăit eu personal. Primele elemente de matematică ce ar putea fi denumite drept matematică rezumat le-am avut în carneţelul meu de formule din clasele 9-10 (pe care şi acum îl am pe undeva). Conţinea formulele pe care eu m-am gândit să le scriu acolo, fie considerându-le “foarte importante pentru matematică” (de pildă formulele de calcul prescurtat), fie că aveam nevoie de ele dar le tot uitam, acestea fiind importante în acest sens, anume ca să le pot repeta eficient, să nu le am de căutat în multe locuri. Ce nu am considerat să trec în acel carneţel de fapt mie nu-mi trebuia defel; le ştiam şi gata. Am constatat că până departe în facultate, diferitele informaţii îmi apăreau în memorie din acest carneţel (exact în locul din pagină unde le trecusem eu); ce şi cum era trecut în acest carneţel făcut de mine, exact la fel era şi în mintea mea, dar şi în sufletul meu.

În timpul liceului, profesoara noastră (mai exact mama mea, profesoara Maria Grigorovici) a practicat următoarea politică de consultaţii: în clasa a 11-a ne aducea după-amiaza la consultaţii, în care de fapt ne recapitula teoria lecţiilor din clasele 9-10. Aveam un carneţel mai hotărât şi mai gros, cu coperţi îmbrăcate (la ambele am avut grijă să fie cu pătrăţele, dar erau nişte pătrăţele mai mici, cam de 4 mm). În clasa a 12-a am continuat cu aceste consultaţii în acelaşi carnet cu recapitularea lecţiilor de a 11-a şi în final a 12-a. Aceste lecţii erau desigur mult mai complete; de obicei ştiam de acolo cam totul şi doar vedeam o recapitulare completă “profesionistă”. În mintea mea însă nu mi-au rămas imagini din acest carnet; pe acesta doar l-am copiat de la tablă cuminte şi atât. Singura imagine ce o mai am (relativ) este coperta. Nici pe acesta însă nu l-am aruncat, considerându-l prea valoros. În acest sens, am informaţii despre diferiţi foşti elevi care, emigrând în străinătate care pe unde, şi-au luat cu ei şi acest carnet copiat în anii liceului cu toată matematica şcolară. Cineva chiar povestea cum a trebuit să dea un concurs din matematică, pentru un job undeva în Caraibe, a recapitulat toată matematica din acest carnet şi a luat postul.

Personal, ca profesor, nu consider deosebit de eficiente carneţelele oferite de diferitele edituri, dacă elevul nu are chef să înveţe. Dimpotrivă, un carnet făcut de către elev personal are o mult mai bună energie fixatoare decât cele găsite pe piaţă, chiar dacă acelea sunt desigur mult mai complete. Iar dacă elevul îşi face mai multe forme de recapitulare de formule, atunci eficienţa memorării creşte masiv. De pildă, pe lângă carneţelul de formule ce poate fi luat în ghiozdan la şcoală sau la orele privat, elevul poate face şi un “afiş” lipit pe dulap alături de biroul unde invaţă; am văzut elevi care îşi notau în grabă tot ce nu ştiau la începutul culegerii cu teste. Important este că ce scrie elevul cu mânuţa lui, sunt şanse mult mai mari să le şi ţină minte. Dimpotrivă, dacă afişul recapitulativ respectiv este făcut de altcineva, de pildă de către un părinte, copilul nu va ţine minte aşa de bine ce-i acolo; pur şi simplu nu are o legătură emoţională cu acestea, nu sunt “ale lui”.

Vedem din aceste exemple cum o matematică rezumat pregătită de către altcineva nu oferă o conexiune eficientă a minţii elevului cu respectivele cunoştinţe. Asta pentru că nu construieşte o conexiune de gândire eficientă şi de raţiune, dar nici nu oferă o reală conexiune sufletesc-emoţională. Se pare că de obicei mintea elevului le trece în modul “asta trebuie tocit, învăţat pe de rost”, ca să le ştiu până la examen. Pentru aceştia însă mai există o şansă de a face o legătură de gândire, chiar şi emoţională, anume în urma aplicării elementelor respective în exerciţii şi probleme. Pe asta se şi bazează cei care folosesc predarea prin matematica rezumat, anume că, dacă elevul lucrează apoi intens la aplicaţii din elementele respective, se vor conecta totuşi cu acestea. Da, se întâmplă aşa, însă doar în cazul unei munci serioase pe aplicaţii. Ar trebui însă să vedem ce fel de conexiune se produce în mintea şi în sufletul elevilor care învaţă matematica în acest fel.

E clar pentru oricine că matematica dezvoltă în mintea elevului gândirea. Ce fel de gândire produc şi dezvoltă însă cele trei feluri de predare a matematicii? Nu cred că trebuie cugetat mult într-o astfel de analiză, ca să ajungem la următoarea listă orientativă:

Matematica proces dezvoltă şi antrenează o gândire descoperitoare, inovatoare, iscoditoare. Elevul practicant este provocat să gândească el pe un subiect nou, despre care habar nu are şi pe care trebuie să-l lumineze prin propria gândire. Ok, nu de unul singur, ci împreună cu colegii săi şi conduşi de către profesor. Dar oricum, încet dar sigur se obişnuieşte să se confrunte cu situaţii noi, pe care să le înţeleagă în profunzimea lor, iar asta îl va ajuta mult în viaţă. De fiecare dată când se va confrunta cu o situaţie nouă, el va ştii să “apuce taurul de coarne”, să observe şi să înţeleagă. Confruntat cu orice situaţie nouă ce-i va apărea în viaţa profesională sau privată, se va lupta să fie el stăpânul situaţiei şi nu invers.

Desigur că acestea nu se aplică automat şi celor care stau pasivi la o astfel de lecţie, cei care nu se implică în procesul respectiv, ci doar copiază de la tablă dezinteresaţi. Sunt şanse mari ca aceştia să nu dezvolte gândirea despre care vorbeam mai sus, nici cine ştie ce înţelegere a fenomenelor învăţate. Totuşi, dimpotrivă, ultima afirmaţie nu se referă şi la elevii introvertiţi, care aparent doar copiază de pe tablă, dar care în sufletul lor sunt deosebit de implicaţi.

Da, iar apoi, prin învăţarea matematicii în proces “alături de un maestru” elevul dobândeşte şi gândirea deductivă, care este probabil cea mai valoroasă formă de gândire în viaţa de zi cu zi. Prin predarea matematicii proces, elevii formează o gândire deductivă generalizată; gândirea deductivă se formează desigur şi în cadrul problemelor, deci prin matematica sportivă, doar că acolo se dezvoltă doar o gândire deductivă cu aspecte concrete, de multe ori doar pe câteva exemple concrete, aceasta dezvoltându-se apoi rapid într-o “inteligenţă imitativă”.

Matematica rezultat cizelează mai degrabă o gândire de perfecţionare, o gândire aranjatoare, “arta” de a ordona cât mai coerent şi mai complet lucrurile. Dar asta se întâmplă doar cu condiţia ca elevul să se implice “din tot sufletul” în procesul de preluare a matematicii rezultat. Dacă nu o face, de exemplu dacă preluarea lecţiei este făcută prin simpla copiere dezinteresată de pe tablă în caiet, după care apare gândul de a învăţa lecţia acasă, de pildă dacă este apoi verificat din cunoştinţele respective, atunci elevul va tinde automat spre învăţare mecanică, direcţie care favorizează printre altele şi apariţia analfabetismului funcţional matematic (AFM). Doar la cei foarte rari, care pot pune cu adevărat suflet în preluarea lecţiei, predarea direct prin matematica rezultat poate dezvolta şi gândire deductivă. De fapt acei elevi foarte rari pot învăţa matematica pe această cale exact datorită faptului că ei au deja o proto-gândire deductivă, care apoi se dezvoltă natural în gândire deductivă, prin simpla imitaţie. La cei care nu au apriori această proto-gândire deductivă, dezvoltarea unei gândiri deductive sănătoase nu se poate face prin matematică rezultat.

Matematica rezumat, care se foloseşte evident la pachet împreună cu matematica sportivă, dezvoltă foarte bine o gândire aplicatoare. Pe elev nu-l interesează de unde vin acele elemente de lecţie, care-i logica lor “la sursă”; această formă de predare nu dezvoltă gândirea lui “De ce? De ce se întâmplă aşa?”, ci doar gândirea lui “Cum? Deci, cum trebuie să fac?”. Această formă de predare educă doar nişte mici “roboţei” aplicatori ai celor gândite de către alţii, după principiul: “Tu nu trebuie să gândeşti, tu trebuie doar să execuţi! Iar aceasta uite-aşa se face!”. În cadrul prezentării matematicii rezumat, de fapt nu se produce nici măcar un pic de gândire, ci eventual cel mult o inteligenţă de preluare. Noroc că aceasta este urmată apoi imediat de matematica sportivă, care are şanse de a recupera în formarea unor elemente de gândire, de pildă de gândire deductivă (cu precizările de mai sus, anume că aceasta este o gândire deductivă punctuală, deci ceva mai slabă, care trece uşor în spectrul imitativ). Şi da, practicarea puternică şi dedicată a matematicii sportive pe aplicaţii cât mai variate poate compensa cel puţin formele de gândire necesare şi verificate la examene (prin exerciţii şi probleme de toate nivelurile).

O observaţie specială a reieşit în discuţii pe această temă, anume că predarea prin matematică rezumat, însoţită apoi imediat de aplicaţii, îl obişnuieşte pe elev pentru ceea ce va veni înspre el în procesul de învăţare continuă ca adult, la cursurile la care va participa în formarea în viitoarea profesie, cursuri la care de obicei se practică tot acest fel de predare, anume direct în rezumat. La acestea se prezintă pe scurt cum stau lucrurile, ce au fost dezvoltate de către alţii (specialiştii, cei puţini care gândesc şi au participat la procesul de creare), iar el va trebui doar să-şi însuşească procedura de lucru. Nu trebuie să gândească ci doar să-şi însuşească noile proceduri. Fără “De ce?”, doar “Cum?”.

Recapitulând în concluzie, ordinea sănătoasă de predare a matematicii ar fi în următoarea succesiune: matematică proces – matematică rezultat – matematică rezumat! Cel mai sănătos ar fi ca cele trei forme să fie aduse în faţa elevilor chiar şi în zile consecutive, dar se pot face concesii în funcţie de situaţia concretă. Astfel, o predare perfectă ar trebui să respecte următorii paşi:

Pasul 1). Prezentarea subiectului şi cucerirea acestuia prin problematizare, adică prin gândire personală, în formă de matematică proces; în această primă parte elevul se leagă emoţional cu subiectul, îi înţelege logica, participă la “cucerirea” acestuia şi învaţă să pătrundă în general un subiect nou (abilitate folositoare “pe viaţa”).

Pasul 2). Ordonarea şi structurarea noilor informaţii într-o formă cât mai corectă de matematică rezultat; deoarece are subiectul “la suflet” din prima parte, în această a doua parte elevul învaţă de la sine să ofere rezultatul muncii sale într-o formă de o calitate cât mai bună (din nou, obicei general foarte sănătos “pe viaţa”).

Pasul 3). Recapitularea noilor informaţii ca matematică rezumat în forme cât mai eficiente pentru o memorare bună; dacă primele două părţi au fost parcurse sănătos, atunci această a treia parte va avea un efect de cristalizare în mintea elevului, acesta ajungând să stăpânească profund subiectul, să-l aibă “la degetul mic” (iarăşi, un obicei deosebit de sănătos în general “pe viaţă”).

Aducerea în faţa elevilor a aplicaţiilor (exerciţii şi probleme), în toate formele de matematică sportivă, ar trebuie să se întâmple intercalat cu paşii de predare, într-un mod crescendo corespunzător, de la cele mai simple până la cele mai complexe. Intercalarea acestora cu paşii de predare rămâne la latitudinea şi în funcţie de talentul şi simţul pedagogic al profesorului; dar şi desigur depinzând mult de empatia profesorului faţă de dezvoltarea şi evoluţia gândirii elevului, în opoziţie cu ambiţiile sale personale spre forme cât mai avansate ale matematicii sportive. C.Titus Grigorovici

Două tipuri de matematică (1)

Profesorul Eugen Rusu vorbea în anii ’70 despre două tipuri de matematică, matematica proces şi matematica rezultat. Îmi permit să detaliez puţin opoziţia dintre acestea.

Matematica rezultat este o matematică foarte clară din punct de vedere logic raţional, având acest aspect ca obiectiv principal, anume să fie “teoretic cât mai clară”. Cel puţin ca intenţie, aceasta se doreşte a fi o matematică într-o formă finalizată, teoretic cât mai bine închegată.

Modelul acesteia îl reprezintă Elementele lui Euclid. De la Euclid încoace toate cursurile de matematică au năzuit înspre starea exprimată de cursul acestuia, spre o structură perfect ordonată, cu un minim număr de axiome postulate la început, după care tot conţinutul ulterior fiind dedus logic, raţional, prin demonstraţie din axiome sau din rezultatele deja deduse (teoreme). Singurele ce pot adăuga informaţii noi în acest proces sunt definiţiile, dar şi acestea sunt de obicei construite cât mai “spartan” în exprimare, oferind elemente minimale. Rigurozitatea teoretică şi utilizarea cu “sfinţenie” doar a tripletei axiome – definiţii – demonstraţie, la care sunt cooptate ca punct central al acestei structuri teoremele deja demonstrate, acestea reprezintă idealul oricărei teorii matematice.

Matematica rezultat este construită doar pe bază de gândire pură, Elementele lui Euclid fiind un model pentru observarea, înţelegerea şi desigur, apoi, însuşirea gândirii specifice de construcţie a unei teorii matematice. Această proprietate, de a fi un model de ordonare raţională deductivă pură, a fost urmărită tot mai tare de către toate cursurile universitare din ultimul secol, dar şi tot mai mult de către unele manuale.

Toate cursurile universitare au această formă ca ideal existenţial. Aşa este structurată gândirea noastră de matematicieni. Această formă de ordonare a matematicii nu este însă potrivită pentru cunoaşterea acestei discipline de către elevi. Rigurozitatea extremă o face greu accesibilă minţii novice a elevului. Doar elevii cu o capacitate de concentrare şi abstractizare puternice sunt în stare să priceapă matematica pe această cale. Pentru marea majoritate a elevilor, o formă excesiv de riguroasă şi teoretică dă matematicii o prezentare “extraterestră” în faţa elevului începător.

Astfel, este evident că la o primă parcurgere, elevilor trebuie să le oferim o matematică corectă pedagogic, o matematică respectând criteriile de accesibilitate şi înţelegere necesare diverselor vârste, dar şi în general adaptate gândirii omeneşti normale, gândire ce cuprinde doar treptat lucrurile noi, şi mai ales lucrurile abstracte. Dacă nu se respectă aceste criterii de adaptare a matematicii la momentul introducerii, majoritatea elevilor cu o inteligenţă bună ratează totuşi conectarea cu această disciplină.

Dar, elevii au şi “un as în mânecă” în procesul de învăţare a matematicii, anume intuiţia. Folosită cu discernământ, intuiţia poate compensa lipsurile elevului începător în procesul înţelegerii teoriilor matematice. Astfel, la vârstele şcolare, matematica trebuie să le fie prezentată elevilor într-o formă intuitivă mai accesibilă, formă pe baza căreia gândirea elevilor duce la formarea sinapselor necesare înţelegerii matematicii în forme ulterior tot mai riguroase.

Însă intuiţia naturală umană nu are voie să participe oficial într-un curs de matematică pură, idee decisă undeva în jurul anului 1900. La această concluzie s-a ajuns în urma evoluţiei geometriei în secolul XIX, anume a luptei matematicienilor cu “demonstrarea” postulatul paralelelor, luptă pierdută, din care au apărut geometriile neeuclidiene, geometrii ce contestă acest postulat. Astfel, încet dar sigur în redactarea matematicii rezultat, adică a diferitelor cursuri în tentativa autorilor spre o ordonare cât mai pură, matematicienii teoreticieni s-au dezis de intuiţie, anume chiar de proprietatea gândirii care a hrănit iniţial apariţia tuturor elementelor matematicii.

Matematica proces, dimpotrivă, este mai dezordonată, obiectivul acesteia fiind drumul până la matematica rezultat. Vorbim aici de drumul de descoperire, de construcţie şi de înţelegere a matematicii, drum adaptat minţii care vine pentru prima dată în contact cu respectivele cunoştinţe.

Pentru început trebuie observat că în cazul matematicii proces lucrurile nu mai sunt atât de clare, asta chiar şi în sensul folosirii acestei denumiri. Astfel, pe de-o parte putem vorbi de procesul de descoperire adevărată a diferitelor elemente de matematică, şi este cunoscut că acest drum nu e unul corespunzător criteriilor de ordonare a matematicii rezultat. Această situaţie se întâmplă însă foarte rar, anume doar atunci când un matematician descoperă cu adevărat, adică în premieră, un fenomen matematic nou, negăsit din alte surse. Astfel, matematicianul care se aventurează pe un “drum virgin” foloseşte masiv intuiţia, păşeşte de multe ori “un pas în gol”, ca apoi imediat să facă “al doilea pas pe teren clar”, la început bâjbâie, dar cu timpul teoria se clarifică şi încet totul se lămureşte. Aici vorbim de o categorie foarte rară de matematică proces, pe care am putea-o denumi matematica proces de descoperire iniţială, ce are loc atunci când este vorba de descoperirea unor elemente necunoscute de către omenire până la acel moment (sau măcar neprezente în orice sursă disponibilă matematicianului respectiv la acel moment, cum se pare că s-a întâmplat în repetate rânduri în cazul lui Srinivasa Ramanujan).

Pe de altă parte, mai avem şi matematica proces de descoperire individuală, anume calea pe care un învăţăcel o parcurge în drumul său personal de descoperire, a matematicii deja cunoscută de către alţii. Acest fenomen apare mult mai des şi la acesta ne referim în mod obişnuit când vorbim despre matematica proces. Astfel, pentru claritate am putea denumi această variantă şi matematica proces pedagogic, pentru că ordonarea prezentării şi a cunoaşterii diferitelor elemente trebuie realizată de către dascăl, de către cel care pregăteşte (pre-găteşte!) traseul “de descoperire” în funcţie de criteriile pedagogice, criterii care diferă substanţial faţă de cele de ordonare puristă din matematica rezultat. Mai mult, ordonarea şi construcţia matematicii în procesul pedagogic se bazează pe existenţa apriorică a intuiţiei în mintea elevilor (chiar şi în cazul adulţilor, al studenţilor), aceasta fiind singurul aliat clar al dascălului (al maestrului) în pornirea gândirii matematice a elevului, respectiv în procesul de cucerire a noilor informaţii, de obicei foarte abstracte din matematică.

Aici avem prima diferenţă majoră dintre cele două tipuri de matematică, anume că matematica rezultat pură refuză folosirea intuiţiei, pe când matematica proces o foloseşte intens.

Revenind la gândirea matematică, chiar şi din punctul de vedere al acesteia avem o mare diferenţă între cele două matematici. Pe de-o parte, matematica rezultat prezintă gândirea în forma ei pură, dar oarecum “expusă spre admirare”. Astfel, manualul apare în faţa învăţăcelului aidoma unei vitrine în care pot fi privite gândirea şi raţionamentele pure matematice (uneori chiar “admirate”). Dar acestea sunt accesibile doar celor cu adevărat pasionaţi de această prezentare, sau desigur specialiştilor, adică celor deja cunoscători ai fenomenelor respective, care admiră mai ales ordonarea elementelor prezentate şi redactarea cât mai spartană a acestora.

Elevul de rând nu are de obicei forţa de a depune efortul necesar pentru a înţelege şi a prelua gândirea dintr-un manual structurat ca un curs matematic. Dimpotrivă, matematica proces conduce învăţăcelul pe o cale în care să-şi formeze, să-şi structureze şi să-şi exerseze gândirea, pornind de la gândirea sa iniţială neşcolită abstract prin matematică, să-i zicem “proto-gândirea” sa iniţială, şi urcând pe acest drum spre o gândire ordonată şi educată.

Astfel, din punct de vedere al învăţăcelului, pot accesa la nivelul de gândire şcolită matematic două tipuri de oameni. În primul rând sunt cei foarte foarte puţini, adevăratele talente matematice, anume cei care pot accesa natural gândirea, chiar şi cea prezentă în matematica rezultat, făcând-o natural, aparent fără mari eforturi. Revin însă cu precizarea că aceştia sunt extrem de rari. Apoi, există cei cu o predispoziţie mai mare sau mai mică spre o astfel de gândire, doar că aceştia au nevoie de un ajutor suplimentar, ei putând învăţa matematica doar dacă le este prezentată corespunzător. Aceştia sunt însă cei foarte mulţi şi spre ei trebuie să se îndrepte atenţia pedagogică a dascălilor, a profesorilor de matematică preuniversitari.

Dar, cum anume trebuie făcută această prezentare? Tehnic este simplu, deşi parcă toată lumea ratează ideea: elevul trebuie implicat într-un proces de reconstrucţie şi de redescoperire a matematicii, respectându-i nivelul şi posibilităţile intuitive de gândire şi de implicare intelectuală din acel moment. Însă, pe cât de simplu a fost să redactez această frază, pe atât este de complicat de pus în practică.

Nu este obiectivul acestui eseu să analizez cum s-ar putea face asta, dar sfatul general este ca drumul de studiu să fie unul oarecum similar cu cel pe care s-a mers atunci când au fost descoperite elementele respective de matematică, desigur inclusiv prin implicarea serioasă a intuiţiei. De obicei, noi nu ştim însă cum a gândit cel care a descoperit pentru prima dată acele elemente matematice, aşa încât obiectivul realist ar fi să gândim un traseu de descoperire “cât mai posibil” de a fi reprezentat traseul iniţial de descoperire. Tehnic, din partea dascălului acest proces trebuie să conţină cât mai puţine explicaţii şi cât mai multe întrebări, cel mai bine întrebări în paşi cât mai mici, prin care să se obţină implicarea gândirii elevului. Cu cât întrebările sunt mai bine alese, cu atât elevul va reuşi să răspundă prin propria implicare mai bine şi cu atât satisfacţia acestuia va fi mai mare. Şi cu cât satisfacţia internă va fi mai mare la elev, cu atât acesta îşi va dori şi mai mult să înveţe matematică.

Aşadar, putem spune pe scurt că învăţarea matemaicii din matematica rezultat este accesibilă doar celor foarte foarte puţini, elevilor cu un talent şi o înclinaţie profundă spre matematică. Dimpotrivă, învăţarea matemaiticii în urma parcurgerii matematicii proces este accesibilă marii mase a elevilor dotaţi cu o gândire obişnuită (corpul principal din “Clopotul lui Gauss”). La aceştia problema este doar în găsirea căii de a-i atrage în acest proces.

Dacă am identifica profesorul cu matematica practicată şi predată de către acesta, atunci am putea observa că profesorul ce alege să prezinte doar matematica rezultat, preocupat doar de perfecţiunea predării (uitaţi cât de bine o stăpânesc!), acesta se prezintă în faţa clasei ca un matematician egocentrist, în afară de sine şi de “matematica sa” dedicat cel mult doar elevilor de vârf (mai “sus” nu poate preda pentru că nu l-ar mai înţelege nimeni şi şi-ar anula astfel starea de profesor, rămânând fără auditoriu în faţa căruia să-şi etaleze cunoştiinţele, deseori cu mare mândrie). Dimpotrivă, profesorul ce alege să prezinte mai mult matematica proces, acesta se prezintă în faţa clasei ca un umil matematician altruist, dedicat fiind marii mase a elevilor (arătându-le celor mulţi că “pot şi ei gândi”, măcar şi doar la pasajele mai uşoare ale matematicii). Aceste aspecte sunt desigur valabile la orice materie şcolară.

Rămânem aşadar cu următoarea idee: matematica rezultat oferă un model cât mai apropiat de perfecţiunea gândirii matematice, dar care este extrem de inaccesibil elevului de rând în procesul de învăţare a matematicii. Acest aspect este foarte important, arătându-ne cât de mult “gafează” cei care se prezintă în faţa unei clase şi încearcă să predea ca şi cum ar reda un curs despre acel subiect (da, a reda, aidoma unei înregistrări, ceva de genul “vedeţi cât de bine-l ştiu?”), conţinuturile fiind aranjate cât mai riguros matematic, dar neimplicând elevii în procesul de dezvoltare a gândirii specifice. Dimpotrivă, matematica proces conduce elevii pe drumul cunoaşterii matematice, cu respect faţă de gândirea în dezvoltare a acestora. Profesorii care aleg astfel de căi corecte pedagogic formează mai degrabă viitori oameni cu o gândire raţională coerentă.

Un aspect colateral îl reprezintă faptul că implicarea elevilor în procesul de dezvoltare a gândirii specifice mergând prin matematica proces ia mult mai mult timp decât simpla predare a matematicii rezultat, adică decât prelegerea unei lecţii (în care profesorul prezintă şi elevul copiază în caiet, înţelegerea şi învăţarea rămânându-i de obicei elevului ca sarcină pentru acasă). Mă repet: matematica proces ia mult mai mult timp decât matematica rezultat! Aici apare desigur vina evidentă a încărcării de-a lungul timpului a materiei prin tot mai multe şi tot mai profunde cunoştinţe, atât teoretic, cât şi ca nivel de dificultate a aplicaţiilor, astfel încât eficientizarea temporală a necesitat abandonarea matematicii proces în detrimentul matematicii rezultat.

Aşadar, matematica proces formează gândirea, elevul înţelegând fiecare pas şi logica sa, pe când formarea gândirii din matematica rezultat este mult mai puţin accesibilă elevilor de rând, aceasta formând mult mai greu gândirea (adică la foarte puţini elevi). Şi atunci ce fac elevii de rând dacă sunt forţaţi de către sistem să înveţe matematica dintr-o astfel de sursă, adică dintr-un manual structurat ca matematică rezultat? Păi simplu, încep să înveţe pe de rost, deoarece nu reuşesc să formeze o legătură de gândire cu acele cunoştiinţe. Da, şi aşa a apărut ideea că matematica trebuie învăţată pe de rost (adică “tocită”, sau, cum se mai zice, “învăţată mecanic”), în loc să fie învăţată prin înţelegere (deci prin gândire). Apariţia analfabetismului funcţional matematic (AFM) vine aici natural ca următorul pas evolutiv. Mai exact: impunerea matematicii rezultat ca model de învăţare împinge în mod natural mintea elevului spre învăţarea pe de rost şi spre preluarea “ad litteram” a unor conţinuturi, indiferent dacă acestea sunt înţelese sau nu (abordare ce “garantează” dezvoltarea AFM).

O situaţie specială au trăit-o câteva generaţii, anume cei care au trecut din gimnaziu în liceu între 1978 şi 1981, care au învăţat geometria plană la o primă trecere, în gimnaziu, în format specific matematicii proces, ca apoi să o reia într-o a doua trecere în clasele de liceu în format specific matematicii rezultat. În această formă desigur că a funcţionat. Dar generaţiile următoare au fost forţate să cunoască geometria direct în forma de matematică rezultat (începând din 1981), iar pe această cale învăţarea a mers mult mai greu.

Orice persoană cu un raţionament de bun simţ înţelege că introducerea într-o temă trebuie să fie făcută în formatul matematicii proces, iar apoi, la vârste mai avansate, la o a doua trecere, aceasta poate fi reluată, sintetizată şi structurată în formatul matematicii rezultat. Prima aduce înţelegerea şi formarea gândirii specifice, a doua aduce ordonarea şi modelul ideal de gândire a matematicii. În prima formă se conduce elevul pe o cale similară cu cea pe care trebuie să fi mers cei care au descoperit acele cunoştinţe; în a doua formă elevul primeşte o formă finală evolutiv a acestora, anume ştiinţa.

Aceasta este ordinea naturală de cunoaştere. Modelul de predare a matematicii impus prin reforma începută în 1978 pe primele manuale de liceu şi finalizată prin manualele din 1981 pentru gimnaziu, a făcut exact opusul, anume a încercat predarea pe baza unor manuale redactate în format de matematică rezultat, eliminând masiv matematica proces. Înlocuirea manualelor pe bază de matematică proces cu unele structurate ca matematică rezultat a reprezentat cea mai mare gafă pedagogică de la sfârşitul secolului XX în şcoala românească. Despre asta avertiza Profesorul Eugen Rusu în cărţile sale din anii ’60-’70.

Pentru o înţelegere corectă trebuie făcută o precizare de clarificare: când vorbim despre matematica rezultat, respectiv despre matematica proces, vorbim de fapt despre două forme extreme şi mai exact despre idealul reprezentat de aceste două forme. Atunci când se redactează un manual, linia de lucru şi abordarea materiei se poziţionează de fapt “undeva” între cele două extreme. Nimeni nu poate “vinde” unei ţări întregi un manual redactat într-o formă pură de matematică rezultat, cum, tot aşa, nimeni nu va putea “aduce” un manual redactat într-o formă pură de matematică proces. Din punct de vedere al manualelor de matematică, problema tratată în eseul de faţă este despre poziţionarea acestora pe “plaja” dintre cele două extreme (am putea spune pe “evantaiul” cuprins între cele două forme extreme de predare), anume despre echilibrul just dintre cele două tendinţe, matematica proces şi respectiv matematica rezultat.

Din câte am putut observa, manualele româneşti din anii ’60 –’70 prezentau matematica într-o formă echilibrată între cele două forme extreme. Apoi, prin reforma de la sfârşitul anilor ’70 abordarea a fost dezechilibrată, fiind dusă mult mai înspre o formă direct de matematică rezultat, eliminându-se masiv componentele de matematică proces. La început, această transformare a fost impusă doar prin manualele de liceu (deci la elevi mai maturi), dar apoi respectiva linie de abordare a predării, adică a introducerii materiei, a fost impusă şi în manualele gimnaziale. Mai ales geometria gimnazială (la primul contact cu materia) a avut masiv de suferit în urma acestei modificări de politică a predării, de unde prin extensie – încet dar sigur – a avut de suferit întregul proces de formare a gândirii la următoarele generaţii. Şi apoi ne mirăm despre nivelul uluitor de analfabetism funcţional matematic din România (cca. 50%), vizibil de fapt şi în modul cum votează actualmente românii la diferitele alegeri!

Într-o exprimare vulgară am putea spune că la reforma respectivă, de mult uitată, s-a cam pus “carul în faţa boilor”! Iar faptul că această politică educaţională a fost păstrată şi după 1990, nefiind pusă nicicând în discuţie publică, a adus mari prejudicii matematicii şcolare româneşti, prin extensie şi asupra felului cum “gândesc” românii. Aceste aspecte ale predării nu s-au discutat, nu s-au lămurit, astfel încât majoritatea profesorilor nici măcar nu ştiu despre existenţa lor. Astfel, “lucrurile” au rămas într-o dulce perpetuare, un fel de “dolce far niente” în sensul unei lipse reale a îmbunătăţirii stilului de predare.

Să ne gândim doar că actualmente avem deja profesori de matematică la care nici măcar profesorii lor nu au cunoscut matematica proces când erau elevi. Profesorii tineri cu greu pot înţelege chiar şi prezentul eseu. Ei nici măcar nu au de unde visa că predarea lor nu este pe o linie sănătoasă. În acest sens, uneori mă simt ca şi cum aş vorbi despre ceva din altă lume.

Singurul “apropos fin” înspre o rezolvare a acestei situaţii a apărut la programa din 2017, când în sugestiile metodologice se făcea destul de puternic trimitere la revenirea la o predare mai intuitivă. Dar câţi au înţeles şi au luat în seamă acea recomandare? C.Titus Grigorovici