Διδακτικές διαστάσεις των μοντέλων των μη ευκλείδειων γεωμετριών στα πλαίσια της πανεπιστημιακής εκπαίδευσης

Abstract

In this thesis, we investigate university students' interaction in an attempt to construct a model of elliptic geometry. In order to study the several ways in which geometrical meaning is produced through context and practices, we introduce three different types of use of geometrical concepts, namely as (1) elements of representation of spatial experience, (2) objects of traditional school practice, and (3) constituents of an abstract mathematical theory. The analysis of students' dialog according to this framework reveals how students develop their ability to communicate mathematically and negotiate their meanings. Students with a different use of geometrical concepts were able to interact and understand their peers.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάζεται στο πρόβλημα της “μετάβασης” από την δευτεροβάθμια εκπαίδευση στην τριτοβάθμια προτείνοντας την σύνδεση των Στοιχειωδών με τα Ανώτερα Μαθηματικά. Η σύνδεση αυτή επιχειρείται να γίνει μέσω κατάλληλα επιλεγμένων θεμάτων και οι μη-Ευκλείδειες Γεωμετρίες αποτελούν ένα ελκυστικό αντικείμενο για έρευνα στο παραπάνω πλαίσιο. Η διατριβή αυτή, αφορά τις μη Ευκλείδειες Γεωμετρίες και τα μοντέλα τους και ιδιαίτερα την Ελλειπτική Γεωμετρία: καθώς αυτή μοντελοποιείται πάνω στη σφαίρα, θα μπορούσε να αποτελέσει τη “γέφυρα” για το πέρασμα από την Ευκλείδεια στις μη-Ευκλείδειες Γεωμετρίες. Γίνεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή από την ανακάλυψη των μη Ευκλείδειων Γεωμετριών μέχρι την αξιωματική θεμελίωση του Hilbert. Περισσότερη έμφαση δίνεται στα μοντέλα των μη Ευκλειδείων και προτείνεται μια κατηγοριοποίηση αυτών για παιδαγωγικούς σκοπούς καθώς και ένα μοντέλο της Ελλειπτικής Γεωμετρίας για πιθανή διδακτική χρήση. Επίσης αναλύεται ένα νέο θεωρητικό πλαίσιο έρευνας για την διδακτική της γεωμετρίας και στην συνέχεια θα περιγραφεί η ερευνητική μεθοδολογία και το κυρίως διδακτικό πείραμα. Στο διδακτικό πείραμα, στο οποίο βασίζεται η διατριβή αυτή, συμμετείχαν φοιτητές του Μαθηματικού Τμήματος του Πανεπιστημίου Πατρών οι οποίοι ασχολήθηκαν, μεταξύ άλλων, με ζητήματα όπως: η συντομότερη διαδρομή μεταξύ δύο σημείων πάνω στην επιφάνεια της σφαίρας και η κατασκευή μοντέλου της Ελλειπτικής Γεωμετρίας.