alat za kognitivni razvoj
alat za kognitivni razvoj
alat za kognitivni razvoj
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ISSN 1986–518X<br />
ISTRAŽIVANJE MATEMATIČKOG OBRAZOVANJA<br />
http://www.imvibl.org/dmbl/meso/imo/imo2.htm<br />
Vol. V (2013), Broj 9, 53--57<br />
Stručni rad<br />
REŠAVANJE PROBLEMSKIH MATEMATIČKIH ZADATAKA<br />
– ALAT ZA KOGNITIVNI RAZVOJ<br />
Zagorka Bogdanović<br />
Pedagoški fakultet, Bijeljina<br />
e-mail: <strong>za</strong>giismiljan@hotmail.com<br />
Sažetak: Rad sa ovim <strong>za</strong>dacima predstavlja “problematiku” osnovnoškolskog uzrasta, jer se učenici retko susreću sa<br />
problemskim <strong>za</strong>dacima. Da li je razlog tome nekompetentnost nastavnika, nastavni sadržaji koji nisu dovoljno<br />
potkrepljeni ovim tipom <strong>za</strong>dataka, ili pak učenikova ne<strong>za</strong>interesovanost, ne možemo tačno reći, ali nije samo jedan<br />
faktor nastave tome kriv. Zato je cilj ovog rada da se istaknu razlozi zbog kojih treba uvrstiti problemske<br />
matematičke <strong>za</strong>datke u nastavu matematike. Odgovorićemo i na pitanja: kako, <strong>za</strong>što i na koji način problemske<br />
<strong>za</strong>datke treba da učenici obrađuju i kako oni utiču na <strong>kognitivni</strong> <strong>razvoj</strong> učenika.<br />
Ključne reči: problemski <strong>za</strong>datak, <strong>kognitivni</strong> <strong>razvoj</strong>, strategije, matematičko mišljenje.<br />
Abstract. Working with these exercises represents a problem for children of this age as they are rarely required to<br />
use problem-solving skills. We can not know weather this is caused by the teacher's incompetence, insufficient<br />
instructional content or the student's disinterest, but we are certain that a multitude of factors are responsible for this<br />
situation. These are the reasons this paper puts forward in regard of including problem-solving exercises into the<br />
subject of mathematics. Apart from that, this paper will also atempt to address how, why and in which manner<br />
should students excercise their problem-solving skills as well as how this affects the student's cognitive development.<br />
Key words and phrases:problem solving, cognitive development, strategies, mathematical thinking.<br />
ZDM Subject classification (2010):<br />
UVOD<br />
Kako bi učenici ostvarivali velike rezultate u rešavanju problemskih <strong>za</strong>dataka, potrebno je još od<br />
predškolskog uzrasta sa decom raditi i rešavati lakše problemske situacije kao što su <strong>za</strong>gonetke, rebusi,<br />
jednostavniji logički <strong>za</strong>daci (neformalna matematika). Kada pođu u skolu, učenici imaju određeno<br />
iskustvo i lakše nadovezuju nova znanja, u ovom slučaju znanja o problemskim <strong>za</strong>dacima, novim<br />
strategijama i novim postupcima rešavanja problemskih matematičkih <strong>za</strong>dataka (formalna matematika).<br />
Prolazeći kroz etape rešavanja <strong>za</strong>dataka i dolaženjem do odgovarajuće strategije učeniku je put<br />
do rešenja <strong>za</strong>datka <strong>za</strong>garantovan. Ukoliko nailazi na poteškoće, tu je nastavnik da ga usmeri, da mu olakša<br />
(ali nikako da mu uradi <strong>za</strong>datak).<br />
Rešavanje <strong>za</strong>dataka itekako utiče na kognitivne procese, inteligenciju, ali i na unutrašnju<br />
motivaciju učenika, ali sve to <strong>za</strong>visi od ni<strong>za</strong> faktora.<br />
1. ŠTA JE PROBLEMSKI MATEMATIČKI ZADATAK?<br />
Ona misaona matematička tvorevina koja <strong>za</strong>hteva visok nivo intelektualnog napora, kako bi se<br />
došlo do postupka (strategije) koji vodi do rešenja <strong>za</strong>datka, se naziva problemski matematički <strong>za</strong>datak.<br />
Glavna odlika ovih <strong>za</strong>dataka je da ne postoji <strong>za</strong>data (poznata) strategija <strong>za</strong> njihovo rešavanje, nego svaki
IMO, Vol. V(2013), Broj 9<br />
Z.Bogdanović<br />
put moramo da prilagođavamo znanja iz matematike i da ih promišljamo, kako bismo došli do nove<br />
strategije koja vodi do cilja – rešenja <strong>za</strong>dataka.<br />
Problemski <strong>za</strong>daci koje deca rešavaju u osnovnoškolskom uzrastu su najčešće <strong>za</strong>daci iz<br />
svakodnevnog života ili su to matematički <strong>za</strong>daci (počev od rebusa, <strong>za</strong>gonetki do složenijih matematičkih<br />
<strong>za</strong>dataka). Oni ponekada mogu da imaju i više od jednog rešenja.<br />
Ova vrsta <strong>za</strong>dataka sadrži kvantitativne podatke (koji su u međusobnoj vezi ili odnosu), uslove,<br />
<strong>za</strong>htev/cilj (da se iz poznatih podataka izračunaju nepoznati, traženi podaci).<br />
Mnogi mešaju tekstualne matematičke <strong>za</strong>datke sa problemskim. Za razliku od problemskih,<br />
tekstualni matematički <strong>za</strong>daci se rešavaju primenom određenog matematičkog postupka koji je poznat ili<br />
već unapred <strong>za</strong>dat. Još jedna od bitnih razlika je i da problemski <strong>za</strong>daci mogu da imaju jedno ili više<br />
rešenja, dok tekstualni imaju samo jedno.<br />
Primer 1:<br />
KONTEKSTUALNI MATEMATIČKI<br />
ZADATAK<br />
Višnja u novčaniku ima tri novčanice: od 10 KM,<br />
20 KM i 50 KM. Koliko novca Višnja ima u<br />
novčaniku?<br />
PROBLEMSKI<br />
MATEMATIČKI ZADATAK<br />
Vinja u novčaniku ima mnogo novčanica od 10<br />
KM, 20 KM i 50 KM. Ako nasumično izvadi tri<br />
novčanice, koliko će onda imati novca u ruci?<br />
2. ETAPE U REŠAVANJU PROBLEMSKIH ZADATAKA<br />
1.<br />
•RAZUMEVANJE KONTEKSTA: analiziranje priče, pojašnjavanje konteksta,<br />
uživljavanje u kontekst, razumevanje svrhe i cilja problema, poznati i nepoznati<br />
podaci<br />
2.<br />
•OSMIŠLJAVANJE STRATEGIJE: analogije sa sličnim <strong>za</strong>dacima, crtanje, skiciranje,<br />
prikazivanje problemske situacije konkretnim materijalom, povezivanje podataka.<br />
3.<br />
•PRIMENA STRATEGIJE: rešavanje odgovarajućeg računskog izra<strong>za</strong>, <strong>za</strong>ključivanje<br />
iz postavljene skice.<br />
4.<br />
•Uočavanje greške, vraćanje i ponovno pokušavanje.<br />
5.<br />
•OSVRT: rasprava o strategijama, povezivanje sa životnim iskustvima i s drugim<br />
<strong>za</strong>dacima, provera dobijenog rezultata.<br />
Izvor: Zorica, Irena Mišurac. (2010). Metodički pristup rješavanju problemskih <strong>za</strong>dataka u nastavi matematike.<br />
Split: Filozofski fakultet – učiteljski studij (str. 14)<br />
54
IMO, Vol. V(2013), Broj 9<br />
Z.Bogdanović<br />
3. STRATEGIJE REŠAVANJA PROBLEMSKIH MATEMATIČKIH ZADATAKA<br />
Da bi deca mogla da savladaju put do pronalaženja strategija, potrebno je da u predškolskom<br />
uzrastu rešavaju lakše problemske situacije (neformalna matematika), kao bi se na to iskustvo nadove<strong>za</strong>la<br />
znanja iz školske (formalne) matematike.<br />
Strategija 1 je postupak kojim su sve aktivnosti usmerene u ostvarenju određenog cilja (u ovom<br />
slučaju – rešenja matematičkog <strong>za</strong>datka). Na putu do osmišljavanja strategije mi stičemo ili razvijamo<br />
sledeće matematičke kompetencije:<br />
‣ način rešavanja problema<br />
‣ razmišljanje i dokazivanje<br />
‣ analiziranje<br />
‣ prikazivanje i<br />
‣ povezivanje.<br />
Dok učenici rešavaju svoj problem i pokušavaju otkriti svoju strategiju, Bruner (1967) kaže da taj<br />
<strong>kognitivni</strong> proces:<br />
1. povećava intelektualnu moć (stečene informacije učenici mogu lako i brzo koristiti i primenjivati)<br />
2. povećava unutrašnju motivaciju (pojačava se u toku učenikove želje da iskaže svoju aktivnost u učenju<br />
sa samonagradjivanjem)<br />
3. uči učenike tehnikama otkrivanja i učenja (problemska rešenja otkrivanjem razvijaju stil rešavanja<br />
problema i istraživanja)<br />
4. ima veće efekte u pogledu <strong>za</strong>pamćivanja (učenik organizuje svoje informacije i zna gde da ih “pronađe”<br />
kada su mu potrebne).<br />
4. KAKO NASTAVNIK TREBA DA POMOGNE UČENIKU?<br />
Kako bi olakšao učenicima rešavanje problemskih matematičkih <strong>za</strong>dataka, nastavnik treba<br />
odabirati jasne, razumljive, deci bliske i logične životne situacije; treba da razvija sigurnost i<br />
samopouzdanje u vlastite mogućnosti učenika; treba da pridaje značaj tekstovima <strong>za</strong>dataka (da budi<br />
koncizni, tačni i jasni, ali i da razgovara o njima); da koristi <strong>za</strong>datke različitih složenosti; složeniji se<br />
problemi ne rešavaju bez dublje analize, pa to treba učenicima i objasniti; prava strategija se ne mora naći<br />
"iz prve“, ali se rešenje uvek može pronaći. (Irena Misurac Zorica, 2010.)<br />
Kako bi učenik razvio efikasne strategije rešavanja, potrebno je na početku omogućiti <strong>za</strong>datke<br />
koje povezuju staro i novo znanje i omogućavaju shvatanje i razumevanje učenog sadržaja. Sa njima treba<br />
vežbati elaboraciju sadržaja (podvlačenje bitnih podataka, skiciranje, sumiranje), a kasnije ih vežbati u<br />
sposobnostima kratkoročnog i dugoročnog pamćenja.<br />
5. KAKO REŠAVANJE PROBLEMSKIH MATEMATIČKIH ZADATAKA UTIČE NA<br />
KOGNITIVNI RAZVOJ?<br />
Standardi <strong>za</strong> školsku matematiku (NTCM, 2000) preporučuju da rešavanje problema bude fokus u<br />
osnovnoškolskom učenju u nastavi matematike. Iako su učenici dobro pripremljeni (stekli su veliki broj<br />
znanja i veština) to nije dovoljan uslov <strong>za</strong> rešavanje matematičkog problema. Rešavanje matematičkih<br />
problema je usko pove<strong>za</strong>no sa <strong>kognitivni</strong>m <strong>razvoj</strong>em, pa se na tome insistira u poslednjih dvadeset i pet<br />
godina. Istraživanja u ovom domenu su proistekla od re-konceptuali<strong>za</strong>cije matematičkog mišljenja. Oni<br />
1 Pogledati obrađene strategije: Bogdanovic, Z. (2013). Strategije rešavanja matematičkih <strong>za</strong>dataka u nižim razredima osnovne<br />
škole. Istraživanje matematičkog obrazovanja. Vol. V(2013), Broj 8, 68-73<br />
55
IMO, Vol. V(2013), Broj 9<br />
Z.Bogdanović<br />
imaju tendenciju da naglase metakogniciju, kritičko razmišljanje i matematičku praksu kao kritične<br />
aspekte matematičkog mišljenja (Tripathi, N. P. (2009)).<br />
Učenje i podučavanje matematike se motiviše na osnovu studija matematike koja pomaže<br />
učenicima da nauče da razlog, način i primenu takvih obrazloženja na svakodnevne probleme. Veruje se<br />
da učenje matematike utiče na učenikov <strong>kognitivni</strong> <strong>razvoj</strong>. Stoga je jedno od važnih pitanja koja svi<br />
edukatori matematike treba da se pitaju je: Da li matematika koju učimo (i koju će naši učenici naučiti)<br />
dovesti do poboljšanja učenikovih <strong>kognitivni</strong>h sposobnosti?<br />
Ovo nas navodi da razjasnimo ono što podrazumijevamo pod razumijevanje matematike, koju<br />
želimo razvijati kod naših učenika. Ono što mi želimo postići je da učenici dublje pogledaju i shvate novu<br />
situaciju ili problem, prisete se stečenih matematičkih znanja koje oni imaju, u smislu pojmova, procesa i<br />
ideja, a onda prilagoditi ili modifikovati sve te ideje kako bi ih primenili u rešavanju novih problemskih<br />
situacija i <strong>za</strong>dataka. Takvo razumevanje problema stvara i izgrađuje duboke veze između pojmova, raznih<br />
objektiva i reprezentacije sa kojom će se videti koncept kognitivnog <strong>razvoj</strong>a i fleksibilnost, koja<br />
omogućava da u dovoljnoj meri modifikuju koncepte kako bi ih primenili ih na novu situaciju. Ti <strong>za</strong>htevi<br />
učenicima omogućavaju da razviju bogatu mrežu ideja, onda jednu moraju odabrati i pokušati rešiti<br />
problem, a ako ne uspeju, vraćaju se korak na<strong>za</strong>d i biraju novu ideju ili strategiju.<br />
U ovom procesu, učenici razvijaju navike uma, koje im omogućavaju analiziranje druge situacije<br />
sa kojom se mogu susresti u životu, u matematici ili na drugi način. Ovaj kritički spoj procesa je ono što<br />
edukatori matematike nazivaju rešavanje problema. Ovu vrstu kognitivnog <strong>razvoj</strong>a većina modernih<br />
društava bi da razvije kod svojih građana.<br />
Pored <strong>kognitivni</strong>h učenici stiču i metakognitivna znanja, postupke i upoznaju procese.<br />
Metakognitivno znanje se odnosi na naša znanja koja su pohranjena u dugoročnom pamćenju (znanja o<br />
<strong>za</strong>dacima, strategijama). Kod <strong>kognitivni</strong>h strategija mi postavljamo ciljeve, dok kod meta<strong>kognitivni</strong>h mi<br />
nadgledamo i analiziramo proces i progres u posti<strong>za</strong>nju tog cilja.<br />
Kategorije <strong>kognitivni</strong>h i meta<strong>kognitivni</strong>h postupaka koji se koriste i razvijaju u toku rešavanja<br />
problemskog matematičkog problema:<br />
1. Angažovanje: traženje smisla problema:<br />
A. Prvo razumevanje (kratka beleška)<br />
B. Anali<strong>za</strong> podataka (smisao informacija, identifikovanje ključne ideje, relevantne informacije <strong>za</strong><br />
rešavanje problema)<br />
C. Razmišljanje o problemu (pokušavanje poznavanja ili podsećanja na slične probleme koji smo<br />
rešili pre, procena stepena težine, procena potrebnih postupaka i znanja);<br />
2. Transformacija-Formulacija: Transformacija početnog angažmana na formalne planove.<br />
A. Istraživanje (koristeći specifične slučajeve ili brojeve <strong>za</strong>misliti situaciju u problem)<br />
B. Pretpostavka (na osnovu konkretnih <strong>za</strong>pažanja i dosadašnjih iskustava)<br />
C. Razmišljanje, nagađanje da li je moguće ili nije moguće<br />
D. Formulisanje plana (smišljanje strategije)<br />
E. Razmišljanje o izvodljivosti plana na ključne karakteristike problema;<br />
3. Primena: prati delovanje na planovima i istraživanja.<br />
A. Istraživanje ključnih karakteristika plana<br />
B. Procena plana s uslovima i <strong>za</strong>htevima koje postavlja problem<br />
C. Izvršavanje plana (preduzimanje radnji računanja ili analiziranja)<br />
D. Razmišljanje o prikladnosti postupaka;<br />
4. Evaluacija: Donošenje odluke o planu, akciji, i rešenju problema<br />
A. ponovno čitanje problema, da vidimo da li je rezultat odgovorio na pitanje u problemu ili ne<br />
B. Procena plana <strong>za</strong> konzistentnost s ključnim funkcijama, kao i <strong>za</strong> eventualne greške u proračunu ili<br />
analizi<br />
C. Procena rezultata (da li je moguć, odgovarajući)<br />
D. Donošenje odluke da se prihvati ili odbije rešenje;<br />
5. Internali<strong>za</strong>cija: Razmišljanje o stepenu i kvalitetu rešenja procesa.<br />
56
IMO, Vol. V(2013), Broj 9<br />
Z.Bogdanović<br />
A. Razmišljanje o celom rešenju procesa<br />
B. Utvrđivanje kritičnosti procesa<br />
C. Vrednovanje rešenja procesa kako bi ga prilagodili u drugim situacijama, drugačiji način rešavanja<br />
i dr.<br />
D. Razmišljanje o matematičkoj strogosti, poverenje u rukovanju tog procesa, stepen <strong>za</strong>dovoljstva.<br />
Z A K LJ U Č A K<br />
Rešavanje problemskih matematičkih <strong>za</strong>dataka, u svetu, ističe se i stavlja u prvi plan već 25<br />
godina. Kod nas to još uvek nije sprovedeno, jer nastavnici nisu kompetentni, a učenici samostalno ni ne<br />
pokušavaju da se bave rešavanjem ovih problema, jer nisu motivisani, ili im je to veoma teško bez pomoći<br />
nastavnika.<br />
Razvijanjem kognicije i metakognicije, omogućavamo učeniku da dodje do viših stepena analize i<br />
sinteze naučenih znanja, kako u nastavi matematike, tako i u drugim predmetima, ali i u svakodnevnom<br />
životu. Ona znanja koja učenik stiče samostalno putem otkrića, strategija, ostaju kao dugoročno<br />
<strong>za</strong>pamćene informacije. Nastavnik je tu samo da ga navede na pravi put do strategije, kada on do nje<br />
dodje, rešenje <strong>za</strong>datka je već na domaku ruke.<br />
Veoma je važno da počnemo da primenjujemo ove <strong>za</strong>datke i da edukujemo naše nastavnike,<br />
škole, koji su osnova promena u školskim učionicama, gde oni utiču na stavove, motivaciju, želju mladih<br />
koji uče. Čitav proces je težak i dugotrajan, ali s obzirom na ono što je u pitanju, mislim da je to je vredno<br />
truda.<br />
L I T E R A T U R A<br />
[1] Barrera – Mora, F. i Reyes – Rodrigez, A. (2013). Cognitive processes develop by students when solving<br />
technological environments. The Mathematics Enthusiast. Vol. 10, nos. 1&2, 109-136<br />
[2] Bogdanović, Z. (2013). Strategije rešavanja matematičkih <strong>za</strong>dataka u nižim razredima osnovne škole.<br />
Istraživanje matematičkog obrazovanja. Vol. V(2013), Broj 8, 67-74<br />
[3] Hugar, D. (2011). The role of Problem – Solving in the Mathematics Classroom<br />
[4] Lesh, R., English, L. Riggs, C. i Sevis, S. (2013). Problem Solving in the Primary School (K-2). The<br />
Mathematics Enthusiast. Vol. 10, bos 1&2, 35-60<br />
[5] Sweller, J. (1988). Cognitive Load During Problem Solving Effects on learning. Cognitive Science. Vol. 12,<br />
str. 257-285<br />
[6] Tripathi, N. P. (2009). Problem Solving in Mathematics: A Tool for Cognitive Development. epiSTEME. Vol.<br />
3, str. 168-173<br />
[7] Yimer, A. i Ellerton, F. N. (2006). Cognitive and Metacognitive Aspects of Mathematical Problem Solving: An<br />
Emerging Model. MERGA – PROCEEDINGS. (Vol. 2, pp. 575-582)<br />
[8] Zorica, Irena Mišurac. (2010). Metodički pristup rješavanju problemskih <strong>za</strong>dataka u nastavi matematike. Split:<br />
Filozofski fakultet – učiteljski studij<br />
57